JPH05344698A - 電動機 - Google Patents

電動機

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JPH05344698A
JPH05344698A JP4176135A JP17613592A JPH05344698A JP H05344698 A JPH05344698 A JP H05344698A JP 4176135 A JP4176135 A JP 4176135A JP 17613592 A JP17613592 A JP 17613592A JP H05344698 A JPH05344698 A JP H05344698A
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    • H02K1/00Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27Rotor cores with permanent magnets

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電動機において、効率を高め、安価なものと
する。 【構成】 複数個の永久磁石21を軸体1の円周方向に
並設し、前記永久磁石21を磁性材にて被覆して円筒状
の回転子ヨーク構成体3とする。前記回転子ヨーク構成
体3と前記軸体1とを非磁性材で成る保持器2で結合し
た回転子を配設する。放射状に形成された歯を内周面に
有する円筒状の前記磁性材と同一材料で成る外部固定子
4を、前記回転子ヨーク構成体3の外周側に配設する。
放射状に形成された歯を外周面に有する円筒状の前記磁
性体と同一材料で成る内部固定子5を、前記回転子ヨー
ク構成体3の内周側に配設する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石を使用した電
動機に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は従来のブラシレスタイプの永久磁
石を使用した電動機の一例を示す横断面構造図である。
両端が軸受等により回転可能に支持された軸体53の外
周面には複数個(図では6個)の永久磁石51が接着材
等で固着され、回転子を形成している。また、回転子の
外周面から間隙をあけて放射状に形成された歯を内周面
に有するリング状の磁性材板52が複数枚積層され、固
定子を形成している。そして、軸体53の端部に配置さ
れた検出器等からの信号を基に回転子が固定子に対し相
対的に回転制御される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来の電動機において
は、永久磁石の素材としてフェライトや希土類などの焼
結体を使用するのが一般的であるが、これらは脆いため
衝撃に弱く、組立作業や運搬中に破損するおそれがあっ
た。そこで、ガラス繊維やカーボン繊維を永久磁石周辺
に巻付け、その上を樹脂等により固めて保護している
が、工数や材料費がかかり過ぎるという欠点があった。
また、磁性材板は打抜きにより作製されるため、回転子
が挿入される部分の磁性材板は使用されずに廃棄されて
いることになり、材料の無駄が出るという欠点があっ
た。又、軸体を磁性材で形成すると永久磁石から出る磁
束は軸体を通過する際に磁気的な抵抗となり、軸体を非
磁性材で形成すると永久磁石から出る磁束は軸体を通過
する際に透磁率的にはほぼ空気と同じ扱いの磁気的な抵
抗となる。従って、永久磁石の磁力減少の原因となり、
効率が低下するという欠点があった。更に、軸体を磁性
材で形成した場合には、軸体内を軸中心に対して平行方
向に漏れ磁束が伝わり、軸体の端部に配置される検出器
や負荷装置に磁気的な悪影響を及ぼすという問題があっ
た。本発明は上述した事象から成されたものであり、本
発明の目的は、効率が良く安価な電動機を提供すること
にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、永久磁石を使
用した電動機に関するものであり、本発明の上記目的
は、複数個の永久磁石を軸体の円周方向に並設し、前記
永久磁石を磁性材にて被覆した円筒状の構成体を前記軸
体と磁気的に絶縁状態で結合して成る回転子と、前記構
成体の外周面及び内周面から間隙をあけて放射状に形成
された歯を内周面及び外周面に有する円筒状の前記磁性
材と同一材料で成る第1及び第2の固定子とを具備する
ことによって達成される。
【0005】
【作用】本発明にあっては、固定子と回転子を構成して
いる磁性材板を同一材料にしているので、工数や材料費
の節減を図ることができる。また、永久磁石を円筒状と
し、その内外周側に2系統の固定子を備えたので、効率
を上昇させることができる。
【0006】
【実施例】図1は本発明のブラシレスタイプの永久磁石
を使用した電動機の一例を示す縦断面構造図、図2はそ
のA−A′横断面構造図である。軸体1はフランジ8
a,8cに嵌合された軸受9a,9bにより回転可能に
支持されている。複数個(図では6個)の永久磁石21
が軸体1の円周方向に並設され、積層された複数枚の磁
性材板にて被覆されて成る円筒状の回転子ヨーク構成体
3は、その両端面が図3に示すように軸体1に装着され
た非磁性体で成る保持器2と、フランジ8cに嵌合され
た軸受9cにより回転可能に支持された非磁性体で成る
円盤6とにより挟持され、保持器2、回転子ヨーク構成
体3及び円盤6を貫装する保持軸7により固定されてい
る。なお、保持器2と円盤6はバランサーウエイトを兼
ねている。
【0007】そして、回転子ヨーク構成体3の外周面か
ら間隙をあけて放射状に形成された歯を内周面に有する
リング状の磁性材板を複数枚積層して成る外部固定子4
がフランジ8b,8cに固定され、内周面から間隙をあ
けて放射状に形成された歯を外周面に有するリング状の
磁性材板を複数枚積層して成る内部固定子5がフランジ
8cに圧入されている。なお、内部固定子5の歯数と外
部固定子4の歯数の比率はn:m(n≦mであって、
n、mは10以下の整数)、例えば1:1、1:2、
1:3、2:3等である。
【0008】図4は回転子ヨーク構成体3の磁性材板と
永久磁石21の磁極の関係を示す図である。この例では
永久磁石21のオリエンテーションを円周方向に設定し
ているので、径方向の内周面の磁極と外周面の磁極が同
極となっている。また、溝(L1<<L2)を設けてこ
の部分で磁気的な飽和を生じさせ、磁気的な短絡を少な
くしている。なお、永久磁石のオリエンテーションを径
方向に設定しても良く、その場合は永久磁石を交互に極
性の異なるように配置し、隣合う永久磁石の間に溝を設
ける。
【0009】このように回転子ヨーク構成体3の磁性材
板により永久磁石21が保護されるので、従来のガラス
繊維やカーボン繊維及び樹脂等による保護を不要とする
ことができる。また、回転子ヨーク構成体3の磁性材板
と外部固定子4及び内部固定子5の磁性材板を同一材料
としているので、材料の無駄を減少させることができ
る。さらに、外部固定子4と内部固定子5の2系統に分
けているので、巻線の径を太くしたり巻線数を分割して
発熱を抑えることができる。また、外部固定子4と内部
固定子5の歯部において磁気的な飽和を回避できるの
で、サマリウム−コバルト系やネオジウム系等の高性能
磁石を永久磁石21として使用でき、さらに、外部固定
子4と内部固定子5を回転子ヨーク構成体3の外周側と
内周側に配置したので、永久磁石21の磁気エネルギー
の損失を減少させることができる。そして、回転子ヨー
ク構成体3と軸体1は磁気的に絶縁状態であるので、軸
体1への磁束漏れを防ぐことができる。
【0010】また、従来の電動機では、回転子の外周面
(もしくは内周面)に間隙をあけて固定子が配置される
が、本発明の電動機の回転子ヨーク構成体のように、永
久磁石を被覆している磁性材板を介して永久磁石の磁束
を励磁するタイプ(永久磁石の起磁力の方向が円周方
向)は、回転子ヨーク構成体内での磁束の束縛が比較的
緩いので、回転子ヨーク構成体の外周面(もしくは内周
面)に間隙をあけて固定子が配置されると、電機子イン
ダクタンスや電機子反作用が大きく、コギングトルクが
従来の電動機と比較して大きくなる傾向にある。コギン
グトルクは、回転子ヨーク構成体の磁極とスロットをも
った固定子との相対位置により、間隙に蓄えられる磁気
エネルギーが変動するために、または、ギャップパーミ
アンスの脈動により発生するものである。本発明では上
記問題を解決するため、回転子ヨーク構成体の外周面、
内周面の両方に間隙をあけて固定子が配置される構造を
とっているが、そのどちらか一方は効率改善を主目的に
使用されている。つまり、回転子ヨーク構成体と固定子
の間隙に蓄えられる磁気エネルギーが変動するのを極力
小さくするため、回転子ヨーク構成体の外周面側と内周
面側の固定子の歯数の比率を変え、一方の固定子で回転
トルクを主に発生させ、他方の回転子で磁気エネルギー
の変動を抑える能動的制御を行うことを主目的にし、特
性改善を実現しようとしたものである。
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明の電動機によれば、
従来の永久磁石の保護材を不要とし、磁性材板の無駄を
減少させているので、大幅なコスト低減を図ることがで
きる。また、発熱を抑え、磁気エネルギーの損失を減少
させているので、効率を大幅に向上させることができ
る。さらに、磁束漏れを防ぐことができるので、周辺機
器への磁気的な悪影響を無くすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の電動機の一例を示す縦断面構造図であ
る。
【図2】図1のA−A′横断面構造図である。
【図3】本発明の電動機のカットモデルを示す斜視構造
図である。
【図4】本発明の電動機の磁極の関係を示す図である。
【図5】従来の電動機の一例を示す横断面構造図であ
る。
【符号の説明】
1 軸体 3 回転子ヨーク構成体 4 外部固定子 5 内部固定子 21 永久磁石

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数個の永久磁石を軸体の円周方向に並
    設し、前記永久磁石を磁性材にて被覆した円筒状の構成
    体を前記軸体と磁気的に絶縁状態で結合して成る回転子
    と、前記構成体の外周面及び内周面から間隙をあけて放
    射状に形成された歯を内周面及び外周面に有する円筒状
    の前記磁性材と同一材料で成る第1及び第2の固定子と
    を備えたことを特徴とする電動機。
  2. 【請求項2】 前記磁性材が複数枚の磁性材板を積層し
    たものである請求項1に記載の電動機。
  3. 【請求項3】 前記第1の固定子の歯数と第2の固定子
    の歯数の比がn:m(n≦mであって、n、mは10以
    下の整数)である請求項1に記載の電動機。
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