JPH02276430A - 回転電機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は回転電機、特にヨークの内周面に取り付は固定
された界磁用マグネット部分の改良に関する。

［従来の技術］ 周知のように、モータまたは発電機等の電気機械では、
ヨークの内周面に界磁用マグネットを取り付は固定し、
回動自在に軸支された電機子を界磁するよう形成された
ものが多い。

特に、永久磁石式の直流モータでは、その界磁用マグネ
ットとしてリングタイプとセグメントタイプとが知られ
ている。

（ａ）リングタイプ リングタイプのものは、リング状に一体形成された界磁
用マグネットをヨークの内周面に取り付は固定する構造
である。このため、マグネットがヨークから脱落し難く
、信頼性の高いモータ、発電機を得ることができる。さ
らに、マグネットがリング状に一体形成され、Ｎ極とＳ
極との境目の磁束変化が滑らかであるため、この種のモ
ータで問題となるコギングトルクを低減し、滑らかな駆
動特性を得ることができる。

この反面、このタイプのマグネットは、乾式異方性マグ
ネットでしか形成できないため、有効磁束量が小さいと
いう問題があり、さらにヨーク内壁への取り付けが難し
いという問題があった。

すなわち、マグネットには、湿式と乾式の２つのタイプ
がある。湿式のマグネットは、乾式のマグネットに比べ
有効磁束量が大きいため、前記界磁用マグネットとして
好ましい。しかし、湿式タイプのマグネットは、その乾
燥途中で歪みが発生するため、これをリング状に形成す
ると乾燥途中型割れが生じてしまう。このため、従来の
リングタイプのマグネットは、乾式異方性マグネットし
か使用できず、その有効磁束量が小さいという問題があ
った。

さらに、リングタイプのマグネットは、その外径を調整
できない。このため、ヨークに寸法誤差があり、ヨーク
内径とマグネット外径とが一致しないと、マグネットを
ヨーク内周面に密着固定することができず、両者の間に
隙間ができ有効磁束量か低下してしまうという問題があ
った。これは、マグネットとヨークとの間に隙間が生じ
ると、マグネットの磁気抵抗が増大するからである。

（ｂ）セグメントタイプ これに対し、セグメントタイプのマグネットは、ヨーク
の内周面に複数の磁極片をリング状に一定間隔で輪状配
置し、電機子を界磁するよう構成されている。

このため、各磁極として湿式異方性マグネットを使用す
ることができ、しかもヨークの内径誤差に影響されるこ
とがなく各磁極片をヨーク内周面に密着固定することが
でき、リングタイプのものに比べ大きな有効磁束量を得
ることができる。

この反面、このタイプのマグネットでは、複数の磁極片
がヨーク内壁に個別に取り付は固定されているため、磁
極片がヨーク内壁から脱落する危険性があり、しかも各
磁極片が不連続に配置されてるため、有効磁束量の変化
が段階的になりコギングトルクが大きくなってしまうと
いう問題があった。

なお、セグメントタイプをリングタイプとして用いるこ
ともできる。この場合には、開角度を１８０度としたセ
グメントタイプマグネットを２個用意すればよい。しか
し、ヨークに寸法誤差があり、ヨーク内径がマグネット
外径より大きい場合には、マグネットをヨーク内面に密
着固定すると、どうしても２個のマグネットの接合面に
隙間ができ、この隙間により滑らかな磁極の変化が得ら
れず、リングタイプとしての利点が損なわれてしまうと
いう問題があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、このような従来の課題に鑑みて成されたもの
であり、その目的は、前述した問題を解決し、リングタ
イプおよびセグメントタイプのマグネットの長所を合せ
持つ界磁用マグネットを有する電気機械を提供すること
にある。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するため本発明は、ヨークの内周面に界
磁用マグネットをリング状に取付は固定してなる回転電
機において、 前記リング状の界磁用マグネットは、平面展開形状がほ
ぼ台形形状をした複数個の円弧状分割片を上底と下底と
を交互に配置してなり、各円弧状分割片の台形側辺どう
しが互いに密着し、その台形側辺に沿ってスライド調整
し、界磁用マグネットの外径をヨークの内径に合わせて
微調整して固定したものである。

［作　用］ 本発明の回転電機は、ヨークの内周面に界磁用マグネッ
トがリング状に取り付は固定されている。

このリング状の界磁用マグネ°ットは、その平面展開形
状がほぼ台形をした偶数個の円弧状分割片から構成され
ている。

従って、各円弧状分割片の上底と下底とを交互に配置し
、その台形側辺どうしが互いに密着するよう組合せるこ
とにより、リング状の界磁用マグネットが得られる。

このとき、各分割片どうしの密着位置を、その台形側辺
に沿ってスライド調整することにより、界磁用マグネッ
トの外径を、ヨークの内径に合せて微調整し、リング状
の界磁用マグネットをヨーク内周面に密着固定すること
ができる。

さらに、この界磁用マグネットは各複数の分割片から構
成されているため、各分割片を湿式タイプのマグネット
を用いて形成することができ、これにより、リング状の
界磁用マグネット全体を湿式タイプのマグネットとして
形成することができる。

従って、本発明の装置では、従来のリングタイプ界磁用
マグネットの有する問題を解決し、優れた電気的特性を
有する回転電機を得ることができる。

［実施例］ 次に本発明の好適な実施例を図面に基づき詳細に説明す
る。

第２図、第３図には、本発明が適用された直流モータの
一例が示され、実施例のモータは、ヨーク１０の内周面
に、電機子１２を界磁する界磁用マグネット１４がリン
グ状に取り付は固定されている。

本発明の特徴は、ヨーク１０の内径２Ｒに多少の寸法誤
差があっても、それに影響されることなくその内周面に
確実に密着固定することが可能なリングタイプの界磁用
マグネット構造を提供することにある。

第１図には、本発明が適用されたリング状の界磁用マグ
ネット１４の一例が示され、実施例の界磁用マグネット
１４は、リング形状を２分割した２個の円弧状分割片２
ＯＡおよび２０Ｂからなり、各円弧状分割片２０Ａ、２
０Ｂは第４図に示すようにその平面展開形状がほぼ台形
形状をなし、側辺２２Ａと２２Ｂとが密着し、２４Ａと
２４Ｂとが密着するよう形成されている。

なお、同図から明らかなように、相隣接する分割片２Ｏ
Ａ、２０Ｂは、その台形形状が互いに反対方向を向くよ
う（すなわち上底２０Ａ′２０Ｂ′と下底２ＯＡ’　、
２０Ｂ’が交互に）形成され、これにより、各分割片２
ＯＡ、２０Ｂを組合せたときに、界磁用マグネット１４
がリング形状となる。

第５図、第６図には前記円弧状分割片２０Ａ。

２０Ｂの正面、側面図が示されており、実施例の各分割
片２ＯＡ、２０Ｂは、その長手方向中心部の半径（外径
）がＲに設定され、しかも各側辺２２．２４の角度がα
となるよう構成されている。

従って、第１図（Ａ）に示すようこれら同円弧状分割片
２ＯＡ、２０Ｂを、この側辺２２．２４がそれぞれ完全
に重り合うよう密着させると、その外径が２Ｒのリング
状界磁用マグネット１４を得ることができる。また各分
割片２ＯＡ、２０Ｂどうしの密着位置をその台形側辺に
沿ってスライド調整することにより、例えば第１図（Ｂ
）に示すよう界磁用マグネット１０の外径２Ｒを２ΔＲ
分だけ微調整することができる。

従って、界磁用マグネット１４をヨーク１０の内周面に
取り付ける場合に、ヨーク１０の内径が２Ｒの寸法で正
確に形成されている場合には、第７図（Ｂ）に示すよう
分割片２ＯＡ、２０Ｂを組合せて界磁用マグネット１４
を構成すればよい。

また、ヨーク１０の製造時に寸法誤差が発生し、その内
径が２Ｒより若干大きく形成された場合には、第７図（
Ａ）に示すよう分割片２０Ａ。

２０Ｂを組合せて界磁用マグネット１４を形成しその取
り付けを行えばよく、またヨーク１０の内径が若干小さ
く形成された場合には、第７図（Ｃ）に示すよう界磁用
マグネット１４を形成しその取り付けを行えばよい。

このように、本発明によれば、ヨーク１０の内径に多少
の寸法誤差がある場合でも、円弧状分割片２ＯＡ、２０
Ｂの密着位置をその台形側辺２２゜２４に沿ってスライ
ド調整し、界磁用マグネット１４の外径をヨーク１０の
内径に合せて微調整することができる。これにより、ヨ
ーク１０の寸法誤差に影響されることなく、リング状を
した界磁用マグネット１４をその内周面に確実に密着固
定し、その磁気抵抗を少なくし、有効磁束量を増大させ
ることができる。

さらに、本発明によれば、リング形状をした界磁用マグ
ネットが、複数個の円弧状分割片から構成される。この
ため、各分割片２ＯＡ、２０Ｂを湿式異方性マグネット
を用いて形成し、その有効磁束量をより大きなものとす
ることができ、高効率のモータを得ることができる。

なお、リング形状をした界磁用マグネ°ット１４に対す
る着磁は、各種方法で行うことが可能であるが、本実施
例では、湿式異方性マグネットを用い各円弧状分割片２
ＯＡ、２０Ｂを形成する際、これに着磁方向に向は予め
磁界をかけ結晶の方向性をもたせておく。このように結
晶の方向性を持たせるのは、着磁の際の磁束の向きを、
径方向に着磁する際に有利にするためだけであり、この
段階で着磁されるものではない。

次に、形成された各円弧状分割片２０Ａ。

２０Ｂを組合せ、第７図に示すようヨーク１０の内周面
に密着固定する。そして、図示しない着磁コイルを用い
、この界磁用マグネット１４を任意の着磁パターンでＮ
、Ｓと交互に着磁する。このとき、各分割片２ＯＡ、２
０Ｂの接合部がぴったり密着していれば、これに影響さ
れることなく任意のパターンで着磁を行うことができる
。

このように本発明によれば、ヨーク１０の寸法誤差に影
響されることなく、リング形状した界磁用マグネット１
４をその内周面に密着固定でき、しかも界磁用マグネッ
ト１４を湿式異方性マグネッＩ・を用いて形成すること
ができるため、リングタイプおよびセグメントタイプの
両者の利点を合せ持った界磁用マグネット構造を得るこ
とができる。

なお、本発明は前記実施例に限定されるものではなく、
本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。

例えば、前記実施例ではリング形状した界磁用マグネッ
ト１４を、２つの円弧状分割片２０Ａ。

２０Ｂに分割形成した場合を例にとり説明したが、本発
明はこれに限らず、例えば４個、６個・・・等の偶数個
の分割片に分割形成してもよい。

また、前記実施例では本発明を直流モータに適用した場
合を例にとり説明したが、本発明はこれに限らず、例え
ば直流発電機、およびその他各種モータあるいは発電機
に適用可能であることは言うまでもない。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、リングタイプお
よびセグメントタイプの両者の優れた特徴を兼ね備えた
界磁用マグネットを有し、コギングトルクが小さく有効
磁束量が大きな回転電機を得ることができる。

さらに、セグメントタイプの界磁用マグネットをリング
状に連続的に固定したので使用時のマグネット脱落を防
止できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる回転電機に用いられる界磁用マ
グネットの好適な一例を示す説明図、第２図は本発明が
適用された回転電機の電機子部分の側断面説明図、 第３図は第２図の正面説明図、 第４図は第１図に示す界磁用マグネットを構成する円弧
状分割片の平面展開図、 第５図、第６図は前記円弧状分割片の正面図。 側面図、 第７図はヨークの内径が異なる場合に、その内周面への
界磁用マグネットの取り付は状態の説明図であり、同図
（Ａ）はヨーク内径が大きい場合、同図（Ｂ）はヨーク
内径に誤差がない場合、同図（Ｃ）はヨーク内径が小さ
い場合における界磁用マグネットの取り付は状態の説明
図である。 １０・・・ヨーク、２４・・・界磁用マグネット、２Ｏ
Ａ、２０Ｂ・・・円弧状分割片、 ２２Ａ、２２Ｂ、２４Ａ、２４Ｂ・・・台形側辺。 代理人　弁理士　井　　上　　　−（他２名）第 図 第 図 第 図 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ヨークの内周面に界磁用マグネットをリング状に
   取付け固定してなる回転電機において、前記リング状の
   界磁用マグネットは、平面展開形状がほぼ台形形状をし
   た複数個の円弧状分割片を上底と下底とを交互に配置し
   てなり、 各円弧状分割片の台形側辺どうしが互いに密着し、その
   台形側辺に沿ってスライド調整し、界磁用マグネットの
   外径をヨークの内径に合わせて微調整して固定したこと
   を特徴とする回転電機。