JPH09163648A - 内磁形同期モータ - Google Patents

内磁形同期モータ

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JPH09163648A
JPH09163648A JP7346438A JP34643895A JPH09163648A JP H09163648 A JPH09163648 A JP H09163648A JP 7346438 A JP7346438 A JP 7346438A JP 34643895 A JP34643895 A JP 34643895A JP H09163648 A JPH09163648 A JP H09163648A
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synchronous motor
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inner magnet
hole
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Tadahiro Miyamoto
恭祐 宮本
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速回転が可能で、かつオープンループ駆動
でも乱調が抑制される内磁形同期モータを提供する。 【解決手段】 円周方向に複数の電機子を配列したステ
ータ1と、ステータ1に空隙を介して対向させたロータ
2とを備え、ロータ2が円筒状のロータ鉄心21と、ロ
ータ鉄心21の表面近くに回転方向に沿って設け、かつ
軸方向に伸びる複数の装着穴22と、隣合う前記装着穴
22の間に設けた漏洩磁束防止用穴23と、装着穴21
に装着した永久磁石3とを有する内磁形同期モータにお
いて、ロータ鉄心21の永久磁石3を挟んで外周側に形
成した突極部24と中心側に形成したヨーク部25とを
結合するダンパーバー4を備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロータに永久磁石
を設けた内磁形同期モータに関し、とくに、永久磁石を
ロータ鉄心の内部に埋め込んだロータを有する内磁形同
期モータに関する。
【0002】
【従来の技術】従来、永久磁石をロータ鉄心の内部に埋
め込んだロータ、すなわち内磁形のロータを備えた内磁
形同期モータは、例えば図7に示すように、円周方向に
複数の電機子を配列したステータ1を備え、ステータ1
の内側には、内磁形のロータ2を空隙を介して対向させ
たものが開示されている(例えば、特開平5−7614
6号公報、特開平7−200500号公報)。この内磁
形のロータ2は、例えば図8に示すように、ロータ鉄心
21の表面近くに回転方向に沿い、かつ軸方向に伸びる
複数の装着穴22を設け、その装着穴22の中に永久磁
石3を装着し、隣り合う永久磁石3が径方向に互いに逆
極性になるように着磁されている。さらに、隣り合う装
着穴22の間に漏洩磁束防止のための扇形穴23を設け
ている。したがって、永久磁石3の外周側には突極部2
4が形成され、突極部24と永久磁石3の中心側に形成
されたヨーク部25とは、扇形穴23とその両側の装着
穴22との間に形成された細い繋ぎ部26によって繋が
れている。また、内磁形同期モータのロータで、磁束軸
(d軸)方向のインダクタンスLd が、d軸と磁気的に
直交する軸(q軸)方向のインダクタンスLq より小さ
くなるようにロータ鉄心に溝を設けて、出力トルクが増
加するようにしたものが開示されている(例えば、特開
平7−39091号公報)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記前者の
従来技術では、永久磁石3を、ロータ鉄心21に設けた
装着穴22に装着しているため、ロータ2が回転する
と、永久磁石3に加わる遠心力が装着穴22の間の繋ぎ
部26に集中し、とくに高速回転になると、断面積が小
さい繋ぎ部24が遠心力に耐えられずに破壊するという
問題があり、機械的強度からモータの最高回転数が制限
されるという問題があった。また、上記後者の従来技術
では、出力トルクは増加するが、永久磁石がロータの外
周に接着などによって固定されているため、高速回転に
なると、接着剤の接着力が永久磁石の遠心力に耐えられ
ず、永久磁石がロータから剥離してしまうという問題が
あった。さらに、これらの内磁形同期モータでは、磁極
の位置を検出する磁極センサからの位置信号のフィード
バックによりステータの励磁を制御するクローズトルー
プで駆動する場合は問題は少ないが、磁極センサからの
位置信号のフィードバックなしのオープンループで駆動
する場合は、外乱(瞬間的に加わる異常なトルク)が加
わると、ロータとステータとの間の同期状態が崩れ、乱
調を起こすという問題があった。本発明は、高速回転が
可能で、かつオープンループ駆動でも乱調が抑制される
内磁形同期モータを提供することを目的とするものであ
る。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、円周方向に複数の電機子を配列したステ
ータと、前記ステータに空隙を介して対向させたロータ
とを備え、前記ロータが円筒状のロータ鉄心と、前記ロ
ータ鉄心の表面近くに回転方向に沿って設け、かつ軸方
向に伸びる複数の装着穴と、隣合う前記装着穴の間に設
けた漏洩磁束防止用穴と、前記装着穴に装着した永久磁
石とを有する内磁形同期モータにおいて、前記ロータ鉄
心の前記永久磁石を挟んで外周側に形成した突極部と中
心側に形成したヨーク部とを結合するダンパーバーを備
えたものである。また、前記装着穴は前記ロータ鉄心の
表面近くに回転方向に沿い、かつ軸方向に伸びる周方向
穴と、前記周方向穴の中央部から前記永久磁石の磁束軸
方向に沿って、中心に向かう方向と表面に向かう方向の
両方に伸びる径方向穴と、前記径方向穴の両端に設けた
広がり部とからなり、前記永久磁石は前記周方向穴の両
側に前記径方向穴を挟んで設けた二つの永久磁石からな
り、前記ダンパーバーは前記径方向穴と前記広がり部と
に充填した直線部と、前記ロータ鉄心の両端面に設けて
前記直線部に結合された短絡環部とからなるものであ
る。また、前記短絡環部は、バランスウエイトを装着す
るためのタップ穴、または長溝を設けたものである。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
ついて説明する。図1は本発明の第1の実施例のロータ
を示す正断面図、図2は内磁形同期モータを示す側断面
図である。図において、1は円周方向に複数の電機子を
配列したステータ、2はステータ1の内側に空隙を介し
て対向させた内磁形のロータである。ロータ2はロータ
鉄心21と永久磁石3からなり、ロータ鉄心21は、図
3に示すように、外周表面近くに回転方向に沿い、かつ
軸方向に伸びる周方向穴22aと、周方向穴22aの中
央部からd軸方向に沿って、中心に向かう方向と表面に
向かう方向の両方に伸びる径方向穴22bからなる複数
の装着穴22を設けてある。径方向穴22bの両端には
楔形の広がり部22cが形成されている。また、隣り合
う装着穴22の間に漏洩磁束防止のための扇形穴23を
設けてある。したがって、装着穴22の外周側には径方
向穴22bによってほぼ2分割された突極部24が形成
され、突極部24と永久磁石3の中心側に形成されたヨ
ーク部25とは、扇形穴23とその両側の装着穴22と
の間に形成された細い繋ぎ部26によって繋がれてい
る。
【0006】永久磁石3は、図1に示すように、装着穴
22の両端に形成された周方向穴22aの中に径方向穴
22bの間隔を開けて2個装着されており、隣り合う装
着穴22に装着された永久磁石3が径方向に互いに逆極
性になるように着磁されている。4はダンパーバーで、
二つの永久磁石3の間に形成された径方向穴22bに、
例えばアルミダイカストなどの方法により充填された軸
方向に伸びる直線部41と、ロータ鉄心21の両端面で
直線部41と結合された短絡環部42とから構成されて
いる。短絡環部42には、図4に示すように、同心円状
に等間隔に配列された位置にタップ穴43を設け、バラ
ンスウエイト5を取りつけるようにしてある。なお、ダ
ンパーバー4の材質は銅、アルミニウム、ステンレス鋼
など非磁性の良電導体からなるバーとリングを結合して
形成してもよい。したがって、直線部41は径方向穴2
2bの両端の楔形に形成された広がり部22cにも埋め
込まれるので、突極部24とヨーク部25とを広がり部
22cの楔効果により結合することになる。
【0007】このような構成により、突極部24はダン
パーバー4の直線部41によってヨーク部25と結合さ
れるので、高速回転の場合に永久磁石の遠心力が大きく
なっても、繋ぎ部24が破壊することがなくなる。さら
に、繋ぎ部26の断面を小さくすることができ、漏洩磁
束を少なくし、出力が増加する。また、ダンパーバー4
のダンパー効果により、外乱が加わっても乱調を抑制す
ることができる。なお、突極部24を分割する径方向穴
22bを設けてあるので、d軸方向のインダクタンスL
d が、d軸と電気的に直交するq軸方向のインダクタン
スLq より小さくなる。
【0008】図5は本発明の第2の実施例のロータを示
す正断面図、図6はその正面図である。第1の実施例と
異なる点は、径方向穴22bの両端に楔形の広がり部2
2cを形成する代わりに、径方向穴22bの両端に径方
向穴22bの中央部分の幅より大きい直径の円弧状の広
がり部22cを形成するとともに、短絡環部42に円周
方向に等間隔に長溝44を設け、パテ状のバランスウエ
イト5を接着などにより固定するようにした点である。
これにより、径方向穴22bにダンパーバー4の直線部
41を装着したときに、広がり部22cに鋭角の部分が
ないので、突極部24およびヨーク部25に応力の集中
を起こさずに突極部24とヨーク部25を直線部41に
よって結合させることができる。また、短絡環部42に
長溝44を設けてあるので、長溝44の中に、他の部品
と干渉することなく、簡単にバランスウエイト5を接着
などにより取りつけることができる。なお、上記実施例
では、径方向穴22bの両端に楔形あるいは円弧状の広
がり部22cを持つ係合部を設けた例について説明した
が、広がり部22cの形状は、直線部41が装着された
ときに楔効果を生じるものであれば、楔形あるいは円弧
状に限るものではない。
【0009】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、ロ
ータ鉄心の中に永久磁石とダンパーバーを装着し、かつ
ダンパーバーの直線部によってロータ鉄心の突極部とヨ
ーク部とを結合するようにしてをあるので、外乱が加わ
っても乱調を抑制することができると共に、高速回転で
運転しても永久磁石の遠心力によって突極部の繋ぎ部が
破損することがなくなる。したがって、高速回転が可能
で特性の安定した内磁形同期モータを提供できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1の実施例の拡大したロータを示
す正断面図である。
【図2】 本発明の第1の実施例を示す側断面図であ
る。
【図3】 本発明の第1の実施例の拡大したロータ鉄心
(永久磁石およびダンパーバーを装着する前の状態)を
示す正面図である。
【図4】 本発明の第1の実施例の拡大したロータを示
す正面図である。
【図5】 本発明の第2の実施例の拡大したロータを示
す正断面図である。
【図6】 本発明の第2の実施例の拡大したロータを示
す正面図である。
【図7】 従来例を示す側断面図である。
【図8】 従来例の拡大したロータを示す正断面図であ
る。
【符号の説明】
1:ステータ、2:ロータ、21:ロータ鉄心、22:
装着穴、22a:周方向穴、22b:径方向穴、22
c:広がり部、23:扇形穴、24:突極部、25:ヨ
ーク部、26:繋ぎ部、3:永久磁石、4:ダンパーバ
ー、41:直線部、42:短絡環部、43:タップ穴、
44:長溝、5:バランスウエイト

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円周方向に複数の電機子を配列したステ
    ータと、前記ステータに空隙を介して対向させたロータ
    とを備え、前記ロータが円筒状のロータ鉄心と、前記ロ
    ータ鉄心の表面近くに回転方向に沿って設け、かつ軸方
    向に伸びる複数の装着穴と、隣合う前記装着穴の間に設
    けた漏洩磁束防止用穴と、前記装着穴に装着した永久磁
    石とを有する内磁形同期モータにおいて、前記ロータ鉄
    心の前記永久磁石を挟んで外周側に形成した突極部と中
    心側に形成したヨーク部とを結合するダンパーバーを備
    えたことを特徴とする内磁形同期モータ。
  2. 【請求項2】 前記装着穴は前記ロータ鉄心の表面近く
    に回転方向に沿い、かつ軸方向に伸びる周方向穴と、前
    記周方向穴の中央部から前記永久磁石の磁束軸方向に沿
    って、中心に向かう方向と表面に向かう方向の両方に伸
    びる径方向穴と、前記径方向穴の両端に設けた広がり部
    とからなり、前記永久磁石は前記周方向穴の両側に前記
    径方向穴を挟んで設けた二つの永久磁石からなり、前記
    ダンパーバーは前記径方向穴と前記広がり部とに充填し
    た直線部と、前記ロータ鉄心の両端面に設けて前記直線
    部に結合された短絡環部とから請求項1記載のなる内磁
    形同期モータ。
  3. 【請求項3】 前記短絡環部は、円周方向に等間隔にバ
    ランスウエイトを装着するための複数のタップ穴を設け
    た請求項1または2記載のなる内磁形同期モータ。
  4. 【請求項4】 前記短絡環部は、円周方向に等間隔に複
    数の長溝を設けた請求項1または2記載のなる内磁形同
    期モータ。
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