JPS58195463A - 偏平形回転電機 - Google Patents
偏平形回転電機Info
- Publication number
- JPS58195463A JPS58195463A JP7776282A JP7776282A JPS58195463A JP S58195463 A JPS58195463 A JP S58195463A JP 7776282 A JP7776282 A JP 7776282A JP 7776282 A JP7776282 A JP 7776282A JP S58195463 A JPS58195463 A JP S58195463A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- permanent magnet
- gap
- stator
- frame
- 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
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/08—Structural association with bearings
- H02K7/09—Structural association with bearings with magnetic bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は交流サー？モータとして使用される偏平形回転
電機に関する。
電機に関する。
例えばマニピュレータの腕などのように軸方向に対する
寸法の非常に制約された部分に設けられるサーｌモータ
として偏平形回転電機がある。
寸法の非常に制約された部分に設けられるサーｌモータ
として偏平形回転電機がある。
この偏平形回転電機には直流機、誘導機、同期機等各謔
あるが、直流機にあってはブラシ及び整流子全備えてい
るため、過大負荷的に７ラシユオーパ等に伴なう事故の
可能性が高いという間聰がある仁とから、最近では実用
性の高い誘導機、同期機の採用が着目され始めてきてい
る。
あるが、直流機にあってはブラシ及び整流子全備えてい
るため、過大負荷的に７ラシユオーパ等に伴なう事故の
可能性が高いという間聰がある仁とから、最近では実用
性の高い誘導機、同期機の採用が着目され始めてきてい
る。
ところで、従来の偏平形同期電動機は１対の軸受によシ
適宜の距離を存して支承された回転軸に、強磁性体から
なる円板の一方の面に永久磁石からなる複数のｉａ極を
形成した回転子′ｆｔ取付け、またこの回転子を包囲す
るように前記１対の軸受間に設けられたフレームの前記
円板の磁極側の面と対向する内面に電機子巻線ｔ−Ｓ装
した固定子鉄心を取付けてこの固定子鉄心と１転子との
間にアキシャルエアギャップを形成（。
適宜の距離を存して支承された回転軸に、強磁性体から
なる円板の一方の面に永久磁石からなる複数のｉａ極を
形成した回転子′ｆｔ取付け、またこの回転子を包囲す
るように前記１対の軸受間に設けられたフレームの前記
円板の磁極側の面と対向する内面に電機子巻線ｔ−Ｓ装
した固定子鉄心を取付けてこの固定子鉄心と１転子との
間にアキシャルエアギャップを形成（。
た回転界磁形の構造となっている。
しかしかかる構造の偏平形同期電動機においては、固定
子鉄心と回転子との間にアキシャＡエアギャップを有し
且つ回転子には永久磁石による磁極が設けられているた
め、その軸に働く磁気吸引力は円筒形のギャップ構造の
場合のように互に打消されるようなことがなく、極めて
強力な磁気吸引力が軸方向に作用する。したかって、軸
受には強力な磁気吸引力によるスラスト荷重が働くため
、軸受：泌寿命を短縮し、また・：１： 事故の原因とも々ること必・ら信頼性の点でも問題があ
る。
子鉄心と回転子との間にアキシャＡエアギャップを有し
且つ回転子には永久磁石による磁極が設けられているた
め、その軸に働く磁気吸引力は円筒形のギャップ構造の
場合のように互に打消されるようなことがなく、極めて
強力な磁気吸引力が軸方向に作用する。したかって、軸
受には強力な磁気吸引力によるスラスト荷重が働くため
、軸受：泌寿命を短縮し、また・：１： 事故の原因とも々ること必・ら信頼性の点でも問題があ
る。
ここで、アキシアルエアギャップ面に作用する磁気吸引
力について具体的に考察するに、今、磁気吸引力をＦ１
ギャップの磁束密度をＢｇ （単位はガウス）とすると
、ギャップ面には、はぼＦ≧（５０”００）２１−２の
力が作用する。即ち、Ｂｇが７０００ガウスの場合、Ｆ
は２ ｋｇ／ｃｍ２の力が作用する。例えば５００Ｗ程
度の出力の電動機の場合、ギャップ面積を２００ ｃａ
ｒ２とすると軸受には３９２ゆとほぼ４００に＃近いス
ラスト方向の荷重が作用することになる。
力について具体的に考察するに、今、磁気吸引力をＦ１
ギャップの磁束密度をＢｇ （単位はガウス）とすると
、ギャップ面には、はぼＦ≧（５０”００）２１−２の
力が作用する。即ち、Ｂｇが７０００ガウスの場合、Ｆ
は２ ｋｇ／ｃｍ２の力が作用する。例えば５００Ｗ程
度の出力の電動機の場合、ギャップ面積を２００ ｃａ
ｒ２とすると軸受には３９２ゆとほぼ４００に＃近いス
ラスト方向の荷重が作用することになる。
そこで、このような問題に対処するため、軸受としてア
ンイユラーコンタクト・ベアリング等の特殊な軸受を必
要以上に大荷重に耐えられるものにして用いることが考
えられるが、これとて塊想的な設計が困難なため大形化
するばかりでなく、十分な信頼性會得ることができず、
ゞ０ しか′も経済的艦も不利なものとなる。
ンイユラーコンタクト・ベアリング等の特殊な軸受を必
要以上に大荷重に耐えられるものにして用いることが考
えられるが、これとて塊想的な設計が困難なため大形化
するばかりでなく、十分な信頼性會得ることができず、
ゞ０ しか′も経済的艦も不利なものとなる。
〔発明の目的〕□
□
本発明は上記めような欠点を除去し、固定子と回転子の
アキシアルエアギャップ面に作用す する磁気吸引
力によるスラスト荷重が極力小さくなるようにすること
によシ、軸受の寿命が長くできるとともに事故に対する
信頼性の向上を図ることができる経済的に有利な偏平形
回転電機を提供することを目的とする。
アキシアルエアギャップ面に作用す する磁気吸引
力によるスラスト荷重が極力小さくなるようにすること
によシ、軸受の寿命が長くできるとともに事故に対する
信頼性の向上を図ることができる経済的に有利な偏平形
回転電機を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するため、本発明では回転子のアキシ
ャルエアギャップ面側とは反対匈の面に対しギヤ、プを
存し且つ固定子鉄心と回転子のアキシャルエアギヤラグ
面に作用する磁気吸引力とは逆方向の吸引力を（ロ）転
子に対して作用せしめる永久磁石をフレームの内−面に
取付ける構成とするものである。
ャルエアギャップ面側とは反対匈の面に対しギヤ、プを
存し且つ固定子鉄心と回転子のアキシャルエアギヤラグ
面に作用する磁気吸引力とは逆方向の吸引力を（ロ）転
子に対して作用せしめる永久磁石をフレームの内−面に
取付ける構成とするものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。図面
は永久磁石式同期電動機の構成例を示す断面図である。
は永久磁石式同期電動機の構成例を示す断面図である。
図面において、１＃′ｉ両軸端部が１対の軸受２ｍ、２
ｂによシ支承された同転軸で、この回転軸１には７ラン
ク部を有するゲス３が低層される。またこのざス３の７
ランク部には強磁性体からなる円板４が押えリング５を
介して止めねじ６によシ強力に締付は固定される。さら
に円板４の一方の板面には複数個の永久磁石からなる磁
極７が取着され、偏平状の回転子が構成される。図中８
は一方の軸受２ａに取付けられたカッｌ状のフレーム部
、また９は他方の軸受２ｂに取付けられた平板状のフレ
ーム部で、これら力、ｆ状のフレーム部８の開口端部に
平板状のフレーム部９の周縁部を嵌込む如く組合せて軸
方向寸法の小さなフレームを構成している。このフレー
ムを構成しているカッｌ状のフレーム部８の内面に多相
交流電機予巻＆１１０が巻装された固定子鉄心１１が取
付けられ、回転子との間にアキシャルエアギャッｆ（以
下単に主ギヤ、グと称す）１２を形成している。またフ
レームを構成している平板状のフレーム部９の円板４の
他方の面と対向する面に、Ｎ転子と固定子鉄心１１の主
ギヤツプ面に作用する磁気吸引力とは逆方向の吸引力ｔ
−Ｕ転子に対して作用せしめる永久磁石１３が補助ギャ
ッｆｌ ４ｆ存して取付けられる。
ｂによシ支承された同転軸で、この回転軸１には７ラン
ク部を有するゲス３が低層される。またこのざス３の７
ランク部には強磁性体からなる円板４が押えリング５を
介して止めねじ６によシ強力に締付は固定される。さら
に円板４の一方の板面には複数個の永久磁石からなる磁
極７が取着され、偏平状の回転子が構成される。図中８
は一方の軸受２ａに取付けられたカッｌ状のフレーム部
、また９は他方の軸受２ｂに取付けられた平板状のフレ
ーム部で、これら力、ｆ状のフレーム部８の開口端部に
平板状のフレーム部９の周縁部を嵌込む如く組合せて軸
方向寸法の小さなフレームを構成している。このフレー
ムを構成しているカッｌ状のフレーム部８の内面に多相
交流電機予巻＆１１０が巻装された固定子鉄心１１が取
付けられ、回転子との間にアキシャルエアギャッｆ（以
下単に主ギヤ、グと称す）１２を形成している。またフ
レームを構成している平板状のフレーム部９の円板４の
他方の面と対向する面に、Ｎ転子と固定子鉄心１１の主
ギヤツプ面に作用する磁気吸引力とは逆方向の吸引力ｔ
−Ｕ転子に対して作用せしめる永久磁石１３が補助ギャ
ッｆｌ ４ｆ存して取付けられる。
従って、かかる構成の偏平形同転電機において、同期電
動機として運転する場合には、固定子鉄心１１に巻装さ
れた多相電機子巻線１０に多相交流電流を流すことによ
りギャップ面に対して回転磁界が作られ、回転子が回転
する−ことになる。この時の主磁束は永久磁石からなる
磁極７から発生し、この主磁束は主ギャツｆ１２を通過
して固定子鉄心１１内を通シ、再度主ギャッｆｌ ２ｆ
通過して回転子上の逆極性のｆｆｉ＆７に入り、さらに
強磁性体からなる円板４内を通って最初の磁極７に戻る
閉磁路を形成している。このため回転子と固定子鉄心１
１の主ギヤ、ｆ１２面にはＦ＝’Ｔ”ｉρ嬌４−相当の
磁気吸引力が発生している。
動機として運転する場合には、固定子鉄心１１に巻装さ
れた多相電機子巻線１０に多相交流電流を流すことによ
りギャップ面に対して回転磁界が作られ、回転子が回転
する−ことになる。この時の主磁束は永久磁石からなる
磁極７から発生し、この主磁束は主ギャツｆ１２を通過
して固定子鉄心１１内を通シ、再度主ギャッｆｌ ２ｆ
通過して回転子上の逆極性のｆｆｉ＆７に入り、さらに
強磁性体からなる円板４内を通って最初の磁極７に戻る
閉磁路を形成している。このため回転子と固定子鉄心１
１の主ギヤ、ｆ１２面にはＦ＝’Ｔ”ｉρ嬌４−相当の
磁気吸引力が発生している。
一方、フレームを構成しぞいる平板状のフレーム部９の
内面には永久磁石、１３が取付けられ：１１・・。
内面には永久磁石、１３が取付けられ：１１・・。
て“るため・３の永久磁石−Ｉｌ、ｌ１ｌｌｌｌｌｌ、
’、ｒ ｅ’ら発生して“る磁束は平板状のフレームｓ
ｐｔ磁束の帰路として補助ギャップ１４を通過して強磁
性体からなる円板４内を通り、再び補助ギャツｆ１４を
通過して平板状のフレームＷｉ９に戻る閉磁路を形成し
ている。このため、回転子には永久磁石１３により上記
主ギヤ、ｆ１２面で作用している磁気吸引力とは逆方向
の吸引力が作用する。
’、ｒ ｅ’ら発生して“る磁束は平板状のフレームｓ
ｐｔ磁束の帰路として補助ギャップ１４を通過して強磁
性体からなる円板４内を通り、再び補助ギャツｆ１４を
通過して平板状のフレームＷｉ９に戻る閉磁路を形成し
ている。このため、回転子には永久磁石１３により上記
主ギヤ、ｆ１２面で作用している磁気吸引力とは逆方向
の吸引力が作用する。
ここで、主ギヤ、ｆ１２面で作用する磁気吸引力と補助
ギャップ１４＠で作用する磁気吸引力とが略等しければ
、これら軸方向の両磁気吸引力は見掛上相殺された形と
な９、軸受Ｊｍ。
ギャップ１４＠で作用する磁気吸引力とが略等しければ
、これら軸方向の両磁気吸引力は見掛上相殺された形と
な９、軸受Ｊｍ。
２ｂに対してスラスト荷重が加わらないことになる。こ
の場合、−強磁性体からなる円板４の厚さとしては主磁
束の帰路として飽和しない程度の厚さとする必要がある
。
の場合、−強磁性体からなる円板４の厚さとしては主磁
束の帰路として飽和しない程度の厚さとする必要がある
。
このように本実施例では軸受Ｊａ＊Ｊｂにより支承され
た回転−１に強磁性体からなる円板４に複数個の永久磁
石からなる磁極７を設けた回転子ｔ−取付け、−たこの
回転子を包囲するように両軸受２ｍ、’ｌｂ間に設けら
れたフレーム。□、。□、、Ｗ″′・・□・ｌ’ｊｒ、
Ｉ□□、□。
た回転−１に強磁性体からなる円板４に複数個の永久磁
石からなる磁極７を設けた回転子ｔ−取付け、−たこの
回転子を包囲するように両軸受２ｍ、’ｌｂ間に設けら
れたフレーム。□、。□、、Ｗ″′・・□・ｌ’ｊｒ、
Ｉ□□、□。
？＃１０を巻装した固定子鉄心１１を取付けて前
１紀回転子との間に主ギヤ、グ１２ｔ−形成した個
平形閤期電動機において、前記回転子の円板４の磁極側
とは反対側面に対し補助ギヤ、グ１４を存して設けられ
主イヤ、１１２面で作用する磁気吸引力とは逆方向の磁
気吸引力を前記回転子に作用せしめる永久磁石１３をフ
レーム内面に取付けるように構成し良ものである。従っ
て、主ギヤツプ１２面の磁気吸引力＃′ｉこれとは逆方
向に作用する補助ギャッｆ１４面の磁気吸引力により見
掛上相殺された形となるので、軸受２ｍ、２ｂに加わる
スラスト荷重を極力小なくすることができる。このこと
によプ特殊な軸受を用いたり、特別に大負荷荷重用の軸
受を用いる必要がなく、通常の単列が一ルベアリングで
十分対処できるので、理想的な大きさの設計が可能であ
るばかりでなく、軸受に対すゐ信頼性を向上させること
ができるとともに軸受の温度上昇を極めて低く抑さえる
ことができる。
１紀回転子との間に主ギヤ、グ１２ｔ−形成した個
平形閤期電動機において、前記回転子の円板４の磁極側
とは反対側面に対し補助ギヤ、グ１４を存して設けられ
主イヤ、１１２面で作用する磁気吸引力とは逆方向の磁
気吸引力を前記回転子に作用せしめる永久磁石１３をフ
レーム内面に取付けるように構成し良ものである。従っ
て、主ギヤツプ１２面の磁気吸引力＃′ｉこれとは逆方
向に作用する補助ギャッｆ１４面の磁気吸引力により見
掛上相殺された形となるので、軸受２ｍ、２ｂに加わる
スラスト荷重を極力小なくすることができる。このこと
によプ特殊な軸受を用いたり、特別に大負荷荷重用の軸
受を用いる必要がなく、通常の単列が一ルベアリングで
十分対処できるので、理想的な大きさの設計が可能であ
るばかりでなく、軸受に対すゐ信頼性を向上させること
ができるとともに軸受の温度上昇を極めて低く抑さえる
ことができる。
なお、上記実施例では偏平形回転電機として永久磁石式
の同期電動機について述べたが、本発明は特にその機種
に限定されるものではなく、固定子鉄心と板面に複数磁
極を有する円板状の回転子との間にアルキシアルエアギ
ャップを存するものであれば、誘導機、同期挑直流機に
対しても前述同様に実施・することができるものである
。
の同期電動機について述べたが、本発明は特にその機種
に限定されるものではなく、固定子鉄心と板面に複数磁
極を有する円板状の回転子との間にアルキシアルエアギ
ャップを存するものであれば、誘導機、同期挑直流機に
対しても前述同様に実施・することができるものである
。
以上述べたように本発明によれば、固定子と 。
回転子のアキシャルエアギャップ面に作用する磁気吸引
力によるスラスト荷重が極力小さくなるようにしたので
、軸受の寿命が長くできるともに事故に対する信頼性の
向上を図ることができる経済的に有利な偏平形回転電機
が提供できる。
力によるスラスト荷重が極力小さくなるようにしたので
、軸受の寿命が長くできるともに事故に対する信頼性の
向上を図ることができる経済的に有利な偏平形回転電機
が提供できる。
１囲は本発明の一実施例を示す永久磁石式同期電動機の
１１！ｔｈｒ山図である。 １・・・ｕ転軸、２＊、２ｂ・・・軸受、３・・・ゲス
、−・・・円板、７・・・磁極、８．９・・・フレーム
部１７．・・・電機子巻線１７、・・・固定子鉄ｉ０．
１２・・・アキシャルエアギヤ、！、１３・・・永久磁
石、１４・・・補助ギヤ１７” 。
１１！ｔｈｒ山図である。 １・・・ｕ転軸、２＊、２ｂ・・・軸受、３・・・ゲス
、−・・・円板、７・・・磁極、８．９・・・フレーム
部１７．・・・電機子巻線１７、・・・固定子鉄ｉ０．
１２・・・アキシャルエアギヤ、！、１３・・・永久磁
石、１４・・・補助ギヤ１７” 。
Claims (1)
- １対の軸受によシ支承された回転軸に取付けられた強磁
性体からなる円板状の回転子と、この回転子を包囲する
ように設ゆられたフレーム内面に前記同転子の一方の面
に的しアキシャルエアギャップが存するようにして取付
けられた固定子とを備え且つ前記回転子又は固定子の例
れか一力に永久磁石からなる複数の磁極を有し、また他
方に電機子巻線を有する偏平形回転電機において、前記
回転子の前記固定子側とは反対側の面に対しギヤｙ ７
” を存して設轄られ且つ＾口記１転子に対して前記ア
キシャルエアギヤ、１面に作用する磁気吸引力とは逆方
向の磁気吸引力を作用せしめる永久磁石を前記フレーム
内面に取付けるようにしたこと’ｔｌｆ＃黴とする偏平
形回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7776282A JPS58195463A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 偏平形回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7776282A JPS58195463A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 偏平形回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58195463A true JPS58195463A (ja) | 1983-11-14 |
Family
ID=13642941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7776282A Pending JPS58195463A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 偏平形回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58195463A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106090009A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-11-09 | 斯凯孚磁性机械技术公司 | 旋转机械 |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP7776282A patent/JPS58195463A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106090009A (zh) * | 2015-04-29 | 2016-11-09 | 斯凯孚磁性机械技术公司 | 旋转机械 |
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