JPH05207688A - 電動機の回転子 - Google Patents
電動機の回転子Info
- Publication number
- JPH05207688A JPH05207688A JP4011719A JP1171992A JPH05207688A JP H05207688 A JPH05207688 A JP H05207688A JP 4011719 A JP4011719 A JP 4011719A JP 1171992 A JP1171992 A JP 1171992A JP H05207688 A JPH05207688 A JP H05207688A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- yoke
- magnet
- gap
- magnetic flux
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】永久磁石を有する電動機の回転子において、回
転子の磁束量を増加して電動機の高効率化を図り、且つ
回転子の磁束密度の歪みを少なくしてトルク変動を少な
くする。 【構成】電動機の極数と同じ多角形のヨークと、ヨーク
の外周の直線部に接してヨークの多角形の中心と頂点を
結ぶ線で分割した永久磁石を有する電動機の回転子。
転子の磁束量を増加して電動機の高効率化を図り、且つ
回転子の磁束密度の歪みを少なくしてトルク変動を少な
くする。 【構成】電動機の極数と同じ多角形のヨークと、ヨーク
の外周の直線部に接してヨークの多角形の中心と頂点を
結ぶ線で分割した永久磁石を有する電動機の回転子。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は永久磁石を有する電動機
の回転子に関する。
の回転子に関する。
【０００２】
【従来の技術】回転子に永久磁石を有したマグネットロ
ータ形電動機の永久磁石の着磁は、その電動機の電機子
巻線を利用して行うことができる。従来、三相巻線を施
した電機子巻線による巻線着磁は、図４のように三相巻
線を接続し両端に直流電圧を短い間印加し瞬時直流大電
流を流して行う方法が簡単であり一般に実施されてい
る。この場合、固定子と電機子間のエアギャップにおけ
る磁束分布は電機子巻線の起磁力に応じて図５のように
中心部が高く、固定子の極数に等分した形で階段状に分
布する。
ータ形電動機の永久磁石の着磁は、その電動機の電機子
巻線を利用して行うことができる。従来、三相巻線を施
した電機子巻線による巻線着磁は、図４のように三相巻
線を接続し両端に直流電圧を短い間印加し瞬時直流大電
流を流して行う方法が簡単であり一般に実施されてい
る。この場合、固定子と電機子間のエアギャップにおけ
る磁束分布は電機子巻線の起磁力に応じて図５のように
中心部が高く、固定子の極数に等分した形で階段状に分
布する。
【０００３】マグネットロータ形電動機は周波数変換器
と組み合わせてブラシレスモートルとして使用すること
が多いが、例えば電機子電流を電気角で60度毎に切り替
えて行くような場合は、３個の整流子片を持つ分巻直流
機と同等であるため、回転子が電気角で60度回転する回
転角内でなるべく高磁束密度でしかも等しい磁束分布で
あるほうが、高トルクを発生でき、またトルク変動が少
なくてよい。
と組み合わせてブラシレスモートルとして使用すること
が多いが、例えば電機子電流を電気角で60度毎に切り替
えて行くような場合は、３個の整流子片を持つ分巻直流
機と同等であるため、回転子が電気角で60度回転する回
転角内でなるべく高磁束密度でしかも等しい磁束分布で
あるほうが、高トルクを発生でき、またトルク変動が少
なくてよい。
【０００４】ところで従来の回転子には、一般に図１０
に示す円筒磁石が採用されているが、この形状の回転子
の場合は磁束密度は高くならず図６の曲線ｃのようにな
る。また例えば図９に示すような永久磁石の両端を切断
した形状の多角形のヨークにカマボコ形の磁石を配置し
た構造も採用されているが（特開昭５３−１１４００９
等にその例が見られる）、この回転子に上記の巻線着磁
を行った場合、回転子の外周の永久磁石間に大きな空隙
があるため図６の曲線ｂのように磁石の両端部で磁束密
度が小さくなり磁束分布波形がひずむ。従ってトルク変
動の点で好ましくない。
に示す円筒磁石が採用されているが、この形状の回転子
の場合は磁束密度は高くならず図６の曲線ｃのようにな
る。また例えば図９に示すような永久磁石の両端を切断
した形状の多角形のヨークにカマボコ形の磁石を配置し
た構造も採用されているが（特開昭５３−１１４００９
等にその例が見られる）、この回転子に上記の巻線着磁
を行った場合、回転子の外周の永久磁石間に大きな空隙
があるため図６の曲線ｂのように磁石の両端部で磁束密
度が小さくなり磁束分布波形がひずむ。従ってトルク変
動の点で好ましくない。
【０００５】こように従来のマグネットロータ形電動機
の回転子構造は、三相巻線を施した固定子により巻線着
磁を行った場合、磁束密度の大きさ、磁束分布波形の歪
みについて問題があった。
の回転子構造は、三相巻線を施した固定子により巻線着
磁を行った場合、磁束密度の大きさ、磁束分布波形の歪
みについて問題があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、回転
子の永久磁石を上記巻線着磁により着磁した場合、該永
久磁石の高磁束密度、且つ歪みの少ない磁束分布を得る
ことにある。
子の永久磁石を上記巻線着磁により着磁した場合、該永
久磁石の高磁束密度、且つ歪みの少ない磁束分布を得る
ことにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本願発明は、回転軸に対し直角な断面が電動機の極数と
同じ数の頂点を持つ正多角形の外周を有し前記正多角形
の中心を回転軸として回転するヨークと、前記ヨークの
外周の各辺に平面で接して回転軸心に対し放射状に配置
され且つ前記回転軸心に中心を持つ円を外周とする複数
の磁石体を備えた回転子において、前記各磁石体の円周
方向両側縁部が、ヨークの中心とヨークの頂点を結ぶ線
に沿った狭い隙間で互いに接するようにしたものであ
る。
本願発明は、回転軸に対し直角な断面が電動機の極数と
同じ数の頂点を持つ正多角形の外周を有し前記正多角形
の中心を回転軸として回転するヨークと、前記ヨークの
外周の各辺に平面で接して回転軸心に対し放射状に配置
され且つ前記回転軸心に中心を持つ円を外周とする複数
の磁石体を備えた回転子において、前記各磁石体の円周
方向両側縁部が、ヨークの中心とヨークの頂点を結ぶ線
に沿った狭い隙間で互いに接するようにしたものであ
る。
【０００８】
【作用】上記回転子構成によれば、各磁石体の円周方向
中央部が厚くなるので高磁束密度を得ることができ、且
つ各磁石体の円周方向両側縁部が互いに接している部分
の隙間が小さくなるので歪みの少ない磁束分布を得るこ
とができる。
中央部が厚くなるので高磁束密度を得ることができ、且
つ各磁石体の円周方向両側縁部が互いに接している部分
の隙間が小さくなるので歪みの少ない磁束分布を得るこ
とができる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。
る。
【００１０】図１は本発明の永久磁石３を有する４極電
動機の回転軸に沿った断面図である。固定子は通常の三
相巻線を施した電機子巻線２と積層鉄心からなるヨーク
１で構成し、回転子は積層鉄心からなるヨーク５と永久
磁石３とスリーブ４で構成され、当板６で軸方向を固定
される。スリーブ４は非磁性材例えばステンレス、プラ
スチック等で作られている。
動機の回転軸に沿った断面図である。固定子は通常の三
相巻線を施した電機子巻線２と積層鉄心からなるヨーク
１で構成し、回転子は積層鉄心からなるヨーク５と永久
磁石３とスリーブ４で構成され、当板６で軸方向を固定
される。スリーブ４は非磁性材例えばステンレス、プラ
スチック等で作られている。
【００１１】図２は図１の回転子の回転軸に直角な断面
図である。ヨーク５は電動機の極数に対応し外周を４角
形とする。永久磁石３はヨーク５の中心と頂点を結んだ
線で分割される。永久磁石３は一般にフェライト磁石が
用いられるが寸法精度が良くないため実際には磁石と磁
石の間は図３に示すように若干の隙間７を設け磁石間の
干渉を防止する。この隙間は例えば回転子の直径が約50
mm〜100mmのものについていえば外周部において0.1mm〜
2mm程度とすることにより磁束密度の歪みが少なくてし
かも組み立てる上でより実用的となる。またこの隙間は
永久磁石４を接着剤等によりヨーク１に固定出来れば空
隙のままで良いが、非導電性の充填剤（エポキシ樹脂、
ＰＰＳ等）で充填したほうが磁石が安定する。
図である。ヨーク５は電動機の極数に対応し外周を４角
形とする。永久磁石３はヨーク５の中心と頂点を結んだ
線で分割される。永久磁石３は一般にフェライト磁石が
用いられるが寸法精度が良くないため実際には磁石と磁
石の間は図３に示すように若干の隙間７を設け磁石間の
干渉を防止する。この隙間は例えば回転子の直径が約50
mm〜100mmのものについていえば外周部において0.1mm〜
2mm程度とすることにより磁束密度の歪みが少なくてし
かも組み立てる上でより実用的となる。またこの隙間は
永久磁石４を接着剤等によりヨーク１に固定出来れば空
隙のままで良いが、非導電性の充填剤（エポキシ樹脂、
ＰＰＳ等）で充填したほうが磁石が安定する。
【００１２】このように構成された回転子は、永久磁石
３のフェライトは未着磁で組み立てられ、その後巻線着
磁法により着磁される。巻線着磁は固定子の巻線を図４
のように接続し巻線に瞬時大電流を流して行う。この時
の起磁力波形は巻線電流により磁気中心が高い図５のよ
うな形となる。このようにして着磁する場合は磁石の中
心部分が厚いほうが永久磁石３の中心部の表面磁束密度
を高くできる。従って図３あるいは図４の断面形状を有
する磁石体を上記巻線着磁法により着磁すれば、固定子
と回転子の空隙における磁束分布は図６の曲線ａのよう
に高い均一磁場が得られる。しかも磁石同志の隙間が小
さいので従来の曲線ｂのように磁束密度分布が歪まな
い。
３のフェライトは未着磁で組み立てられ、その後巻線着
磁法により着磁される。巻線着磁は固定子の巻線を図４
のように接続し巻線に瞬時大電流を流して行う。この時
の起磁力波形は巻線電流により磁気中心が高い図５のよ
うな形となる。このようにして着磁する場合は磁石の中
心部分が厚いほうが永久磁石３の中心部の表面磁束密度
を高くできる。従って図３あるいは図４の断面形状を有
する磁石体を上記巻線着磁法により着磁すれば、固定子
と回転子の空隙における磁束分布は図６の曲線ａのよう
に高い均一磁場が得られる。しかも磁石同志の隙間が小
さいので従来の曲線ｂのように磁束密度分布が歪まな
い。
【００１３】トルクの大きさは永久磁石の磁束密度と電
機子の起磁力の積に比例するから永久磁石の磁束密度が
大きいほどトルクが大きくなる。逆にトルク一定であれ
ば永久磁石の磁束密度が大きければ電機子の起磁力、す
なわち電機子電流を小さく出来る。従ってこの実施例に
よれば電機子電流が小さくなることにより一次銅損を低
減させることができ、モートルの効率を向上させること
が出来る効果がある。また磁束密度分布に歪みを生じな
いのでトルク変動を小さくできる効果がある。
機子の起磁力の積に比例するから永久磁石の磁束密度が
大きいほどトルクが大きくなる。逆にトルク一定であれ
ば永久磁石の磁束密度が大きければ電機子の起磁力、す
なわち電機子電流を小さく出来る。従ってこの実施例に
よれば電機子電流が小さくなることにより一次銅損を低
減させることができ、モートルの効率を向上させること
が出来る効果がある。また磁束密度分布に歪みを生じな
いのでトルク変動を小さくできる効果がある。
【００１４】本発明の他の実施例を図７に示す。図７は
空調用モートルの回転子に実施した場合の実施例であ
る。空調用圧縮機は圧縮機構とバランスを取るため回転
子にバランスウエイト８を取り付ける事が一般に行われ
るが、このため溶融金属（例えばアルミニウムまたは亜
鉛合金）を使用してバランスウエイトを一体にして鋳込
みにて製作する。溶融金属は磁石間の隙間により左右の
バランスウエイト８を連結する。しかし磁石間の隙間は
小さいので図８の回転子軸方向断面に示すようにヨーク
５、当板６に孔９を明けて連結したほうが作業性が良
い。
空調用モートルの回転子に実施した場合の実施例であ
る。空調用圧縮機は圧縮機構とバランスを取るため回転
子にバランスウエイト８を取り付ける事が一般に行われ
るが、このため溶融金属（例えばアルミニウムまたは亜
鉛合金）を使用してバランスウエイトを一体にして鋳込
みにて製作する。溶融金属は磁石間の隙間により左右の
バランスウエイト８を連結する。しかし磁石間の隙間は
小さいので図８の回転子軸方向断面に示すようにヨーク
５、当板６に孔９を明けて連結したほうが作業性が良
い。
【００１５】図８の実施例では更に磁極間の隙間の外周
部に隙間拡大部１０が設けられている。このようにする
と図７の溶融金属実鋳込みの施例に限らず、非導電性の
充填剤を充填する場合も充填しやすい効果がある。溶融
金属の場合は導電性があり、高調波電流により電流損が
発生するため、絶縁物である充填用樹脂で隙間を充填し
たほうが効率が向上するので、孔９を鋳込み孔とし隙間
拡大部１０は絶縁物充填用とすることもできる。
部に隙間拡大部１０が設けられている。このようにする
と図７の溶融金属実鋳込みの施例に限らず、非導電性の
充填剤を充填する場合も充填しやすい効果がある。溶融
金属の場合は導電性があり、高調波電流により電流損が
発生するため、絶縁物である充填用樹脂で隙間を充填し
たほうが効率が向上するので、孔９を鋳込み孔とし隙間
拡大部１０は絶縁物充填用とすることもできる。
【００１６】
【発明の効果】本発明によれば安定した高磁束密度の磁
場が得られ、また磁束密度分布の歪みが少ないため、高
効率でしかもトルク変動が少ないの電動機を提供できる
効果がある。
場が得られ、また磁束密度分布の歪みが少ないため、高
効率でしかもトルク変動が少ないの電動機を提供できる
効果がある。
【図１】本発明による回転軸に沿った電動機の断面図で
ある。
ある。
【図２】本発明による図１の回転子の回転軸に直角な断
面図である。
面図である。
【図３】本発明による図２の変形例を示す回転子の、回
転軸に直角な断面図である。
転軸に直角な断面図である。
【図４】従来から使用され、本発明でも使用する巻線着
磁法の接続図である。
磁法の接続図である。
【図５】図４の巻線着磁法による磁界分布を示す図であ
る。
る。
【図６】回転子着磁後の空隙磁束分布を説明する図であ
る。
る。
【図７】本発明の他の実施例の回転軸に沿った回転子の
断面図である。
断面図である。
【図８】本発明の図７の回転子の回転軸に直角な断面図
である。
である。
【図９】従来技術の回転子の回転軸に直角な断面図であ
る。
る。
【図１０】従来技術の別の回転子の回転軸に直角な断面
図である。
図である。
１……固定子のヨーク、 ２……電機子巻線、 ３……
永久磁石、４……スリーブ、 ５……回転子のヨーク、
６……当板、 ７……隙間、８……バランスウエイ
ト、 ９……鋳込用孔、 １０……拡大隙間。
永久磁石、４……スリーブ、 ５……回転子のヨーク、
６……当板、 ７……隙間、８……バランスウエイ
ト、 ９……鋳込用孔、 １０……拡大隙間。
Claims (4)
- 【請求項１】回転軸に対し直角な断面が電動機の極数と
同じ数の頂点を持つ正多角形の外周を有し前記正多角形
の中心を回転軸心として回転するヨークと、 前記ヨークの外周の各辺毎に該辺に平面で接して回転軸
心に対し放射状に配置され且つ前記回転軸心に中心を持
つ円を外周とする複数の磁石体を備えた回転子におい
て、 前記各磁石体は、 回転軸に直角な断面形状における前記磁石体の円周方向
両側縁部が、 前記ヨークの頂点を通り前記ヨークの辺に直角な線より
も前記ヨークの中心と前記ヨークの頂点を結ぶ線の方向
に少なくとも外縁部において延出されていることを特徴
とする電動機の回転子。 - 【請求項２】前記磁石体の円周方向側縁部と、隣り合う
他の磁石体の円周方向側縁部で形成される隙間が、 外周部近傍で他部より広くなるように構成されたことを
特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。 - 【請求項３】前記各磁石体の間の前記隙間に非導電性充
填剤を充填したことを特徴とする請求項１または請求項
２記載の電動機の回転子。 - 【請求項４】外周面をスリーブで覆ったことを特徴とす
る請求項１乃至請求項３記載の電動機の回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011719A JPH05207688A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 電動機の回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4011719A JPH05207688A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 電動機の回転子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05207688A true JPH05207688A (ja) | 1993-08-13 |
Family
ID=11785855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4011719A Pending JPH05207688A (ja) | 1992-01-27 | 1992-01-27 | 電動機の回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05207688A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5789831A (en) * | 1995-12-15 | 1998-08-04 | Sorval Products, L.P. | Method of fabricating a rotor for a motor and the rotor produced thereby |
| JP2006050816A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Nsk Ltd | ブラシレスモータ |
| JP2008113553A (ja) * | 2001-04-23 | 2008-05-15 | Earnest Pacific Ltd | 多段遠心コンプレッサ |
| WO2007073084A3 (en) * | 2005-12-21 | 2009-05-22 | Daewoo Electronics Corp | Permanent magnet type dc motor assembly |
-
1992
- 1992-01-27 JP JP4011719A patent/JPH05207688A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5789831A (en) * | 1995-12-15 | 1998-08-04 | Sorval Products, L.P. | Method of fabricating a rotor for a motor and the rotor produced thereby |
| JP2008113553A (ja) * | 2001-04-23 | 2008-05-15 | Earnest Pacific Ltd | 多段遠心コンプレッサ |
| JP2006050816A (ja) * | 2004-08-05 | 2006-02-16 | Nsk Ltd | ブラシレスモータ |
| WO2007073084A3 (en) * | 2005-12-21 | 2009-05-22 | Daewoo Electronics Corp | Permanent magnet type dc motor assembly |
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