JPS62173961A - デイスク型永久磁石式同期電動機 - 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、ディスク状のロータとディスク状のステータ
とを有するディスク型永久磁石式同期電動機に関し、特
に、軽量化したディスク型永久磁石式同期電動機に関す
る。

従来の技術 ディスク型永久磁石式同期電動機は、ロータおよびステ
ータの双方がディスク状で、全体として偏平構造なので
大きな配設スペースが不要であり、また出力トルクが大
きくいわゆるダイレクトドライブ方式にて使用可能であ
り、たとえばロボットの各種可動部の駆動モータとして
好適に使用されている。しかしながら、ロボット等をよ
り高精度かつより高速で駆動させるためにはモータを極
力軽量にすることが重要になってくる。

従来のディスク型永久磁石式同期電！Ｉ！７１機は、一
般に、複数の円弧状永久磁石よりなるディスク状ロータ
にディスク状ステータを対向して設け、該ステータの継
鉄を介して相隣る永久磁石間に磁気回路を形成し、もっ
て駆動磁界を形成している。

そして、継鉄には断面短形状のものを用いている。

一方、円弧状永久磁石の周方向長さは外径側はど大きい
ので、継鉄を介しである永久磁石からこれに隣る永久磁
石に向かう磁束数は、この周方向長ざに比例して外径側
はど多くなり、継鉄内の磁束密度は外径側はど密になる
。そして、磁束数の多い外径側でも所要の磁気回路特性
が得られるように継鉄の肉厚を設定せざるを得ず、継鉄
の肉厚は、外径側に比べて磁束数が少ない内径側におい
ては所要の磁気回路特性を得るに必要な値に比べ過大と
なり、しかも継鉄の比重は重いので、継鉄の内径側にお
ける過剰断面積に相当する分だけ継鉄ひいてはステータ
および電動機の重量が過大になる。

発明が解決しようとする問題点 本発明は、上述の事情に鑑み、ディスク型永久磁石式同
期電動機のステータの一部を成す継鉄の各部の厚さを該
継鉄内で磁束密度が均一となるような値、換言すれば所
要の磁気回路特性を得るに最小限必要な値とし、該継鉄
ひいては電動機全体を軽量にし、該電動機による駆動制
御の高精度化および高速化を図ったものである。

問題点を解決するための手段 本発明は、ディスク状のロータとディスク状のステータ
とを有するディスク型永久磁石式同期電動機において、
前記ステータの継鉄の各部の厚さを該継鉄を通る磁束の
密度が均一となるような値に設定したことを特徴とする
構成よりなる。

作用 ディスク状のステータの継鉄の各部の厚さは、該継鉄各
部を通る磁束の密度が均一になるような値に設定されて
おり、継鉄のいずれの部位においても所要の磁気回路特
性が提供されるとともに継鉄厚の過大化防止が図られ、
過大な継鉄厚に起因して継鉄ひいてはステータおよび電
動機の重量が不必要に増加することがない。

実施例 第１図は本発明の一実施例に係るディスク型永久磁石式
同期電動機を示し、該電動機の基本構成は従来のものど
略同様であり、ディスク状ロータ１と該ロータ１の両端
面にそれぞれ対向して配されたディスク状ステータ２，
２−とを備えている。

ディスク状ロータ１は、図示しない被駆動体たとえばロ
ボットに連結されたロータ軸３に固着された非磁性の環
状ベース１１と、複数の円弧状永久磁石１２ａ（第３図
）よりなりかつ該ベース１１に一体に嵌着された環状ロ
ータ１２とより成り、第３図（巻線部２２．２２−の図
示省略）に示すように各永久磁石１２ａは磁化方向が交
互に反対になるように配されている。一方、ステータ２
゜２−は、アルミニウムなどの軽合金やプラスチックス
等で構成されたホルダ部２１．２１′と、該ホルダ部の
内方端面に固着した巻線部２２゜２２−と、ロータ１２
に整合して該ホルダ２１゜２１′内に埋設された継鉄２
３，２３′とより成る。この継鉄２３，２３＝は本発明
の要部を成すもので、従来のものと同様に平面視環状に
形成される一方、第２図に示すように、その断面形状は
従来の短形断面のものと異なり、外径側から内径側に向
けてその厚さが漸減するような形状ばされている。

なお、図中、４および５はステータ２に固設され、ディ
スク状ロータ１をステータ２に対して回転自在に支持す
るラジアル軸受およびクロスローラ軸受である。

以下、上記断面形状の継鉄２３，２３′の作用を述べる
。なお、電動機自体の作用は従来のものと略同様である
ので説明を省略する。

前述のように、環状ロータ１２を構成する各永久磁石１
２ａは円弧状にされ、その周方向長さは外径側はど大き
いので、継鉄２３，２３”を介しである永久磁石１２ａ
の一半部からこれに隣る永久磁５１２ａの隣接側半部に
向かう磁束数は、一部を第３図に図示したように、この
周方向長さに比例して外径側はど多くなる。したがって
、従来の短形断面形状の継鉄では、外径側に比べて磁束
数が少ない内径側においてその肉厚が所要の磁気回路特
性を得るに必要な値に比べ過大となり、重量の増加を招
く。一方、本実施例では上述のごとく継鉄２３，２３＝
の肉厚をその外径側から内径側に向かって漸減する値に
設定しているので、該継鉄の半径方向位置の関数として
変化する通過磁束量に対して継鉄２３，２３′の各部に
おいて通過磁束密度が均一になり、しかも各部の肉厚を
適正値にすれば継鉄２３，２３”全体に回り必要かつ充
分な磁気回路特性が１ｑられる。

発明の効果 上述のように、本発明によればディスク型永久磁石式同
期電動機において、ステータの継鉄の各部の厚さを該継
鉄各部を通る磁束の密度が均一となるような値に設定し
たので、継鉄のいずれの部位においても所要の磁気回路
特性が提供されるとともに継鉄厚の過大化防止が図られ
、過大な継鉄厚に起因して継鉄ひいてはステータおよび
電動機の重量が不必要に増加することがなく、電動機を
軽量化できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係るディスク型永久磁石式
同期電動機の半部を示す部分断面図、第２図は同実施例
の電動機に装備される継鉄の半部を示す部分断面図、第
３図は同実施例の永久磁石と継鉄とで形成される磁気回
路を示す部分概略斜視図である。 １・・・ディスク状ロータ、２，２′・・・ディスク状
ステータ、２３．２３−・・・継鉄。 第１図 第２図　　１

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ディスク状のロータとディスク状のステータとを
   有するディスク型永久磁石式同期電動機において、前記
   ステータの継鉄の各部の厚さを該継鉄を通る磁束の密度
   が均一になるような値に設定したことを特徴とするディ
   スク型永久磁石式同期電動機。
2. （２）前記継鉄の厚さを該継鉄の外径側から内径側に向
   かって漸減するように設定したことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のディスク型永久磁石式同期電動機
   。