JPWO2011040247A1 - ランデル型回転機 - Google Patents
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Abstract
Description
図1〜8にはこの発明のランデル型回転機の第1の実施の形態を示してある。本実施例のランデル型回転機はブラシレス回転機であって、ほぼ中空円筒形の固定子1と、固定子1内で回転できるように固定子1と同軸に支持された回転子2とを備えている。固定子1は、中空円筒形の枠体3と、枠体3の円筒部分の内周面に固着された複数の固定子磁極4を持つ固定子鉄心5と、固定子磁極4に巻回された固定子コイル6とを備えている。
図9にはこの発明の第2の実施の形態のランデル型回転機の回転子鉄心10の軸方向中間部分の断面を示してあり、この図は図1の線VI−VIに沿った断面図である図6に対応した図である。回転子鉄心10は、保持体17のダブテイル溝22の底部に挿入されて軸方向に延びた細長い平板状の磁性体30を備えている。すなわち、ダブテイル溝22の底部に磁性体30が挿入されており、その上に第1および第2の磁極部材15および16のダブテイル23が挿入されて支持されている。この磁性体30は、ダブテイル溝22内に配置されて第1および第2の磁極部材15および16によって全長に亘って径方向に保持されているので、機械的強度が不十分で使用が困難であった例えばへガネス社のSOMALOY(商品名)などの圧粉体で作ることができる。この例では、磁性体30が、磁性粉体を圧縮して成形した圧粉磁性コアとされている。その他の構成は第1の実施の形態と同様である。
図10〜17に示すこの発明の第3の実施の形態のランデル型回転機においては、回転子鉄心10が、第1および第2の磁性端板31および32と、第1および第2の磁極部材15および16の他端(磁極の先端部、すなわち第1あるいは第2の磁性端板31あるいは32に結合されてない側の端部)との間に、周方向に長く、軸方向に着磁された永久磁石33を備えている。すなわち、図1〜8に示すランデル型回転機における、第1および第2の磁極部材15および16の先端部と第1および第2の磁性端板13および14との間に形成された空隙24に、永久磁石33が設けられている。永久磁石33は、図11、12および14などから明らかなように、周方向に長く、第1および第2の磁極部材15および16の先端部に側面から当接する端面を持つほぼ直方体のブロック状のものであり、第1および第2の磁極部材15および16と同様に、保持体17のダブテイル溝22に係合して保持されるダブテイル23を持っている。
図18〜図26にはこの発明のランデル型回転機の第4の実施の形態を示してある。この発明のランデル型回転機の回転子鉄心10は、第1の磁性端板13、第2の磁性端板14、複数の第1の磁極部材15、複数の第2の磁極部材16および非磁性の保持体17に加えて、第1の磁性端板13と第2の磁極部材16との間に設けられた第1の非磁性端板24aおよび第2の磁性端板14と第1の磁極部材15との間に設けられた第2の非磁性端板24bをさらに備えている。
図27〜36に示すこの発明の第5の実施の形態のランデル型回転機においては、回転子鉄心10が、第1および第2の磁性端板31および32と、第1および第2の磁極部材15および16の他端(磁極の先端部、すなわち第1あるいは第2の磁性端板31あるいは32に結合されてない側の端部)との間に非磁性体が配置される角度で第1および第2の非磁性端板24aおよび24bの凸部24dを備え、また第1および第2の非磁性端板24aおよび24bの凸部24dと第1および第2の磁性端板31および32との間に、周方向に長く、軸方向に着磁された永久磁石33を備えている。すなわち、図18〜26に示すランデル型回転機における、第1および第2の磁極部材15および16の先端部と第1および第2の磁性端板13および14の間に配置された第1および第2の非磁性端板24aおよび24bと、第1および第2の磁性端板31および32との間に永久磁石33が設けられている。従って永久磁石33の数は、回転機の極数と同じである。
図37および38に示すこの発明の実施の形態6においては、第1および第2の非磁性端板24aおよび24bの第2あるいは第1の磁極部材16あるいは15の端面に当接する部分、すなわち凸部24dに対応する部分の径方向外側部分に、軸方向に着磁された永久磁石である第3の磁極部材38が設けられている。図37および38には第2の磁極部材16の端面に軸方向から当接する第3の磁極部材38が描かれており、この第3の磁極部材38は、第1の非磁性端板24aの凸部24dと互いに補足しあって第2の磁極部材16と同じ外形を構成するように構成されていて、厚さも第1の非磁性端板24aの厚さと同じである。しかしながら、第3の磁極部材38の軸方向内側面すなわち第2の磁極部材16と当接する側では、第3の磁極部材38と第1の非磁性端板24aとの間の境界39が径方向内側の位置に設けられ、軸方向外側面すなわち第1の非磁性端板24aに当接する側ではこの境界が軸方向内側面の境界よりも径方向外側の位置に設けられている。換言すれば、第2の磁極部材15および16の軸方向長さ、すなわち回転子鉄心10の表面の磁極面積が第3の磁極部材38の外周面部分に相当するだけ増大するような構造にされていて、より効果的に磁束の漏洩を緩和し、磁気飽和を緩和することができるようにされている。
Claims (16)
- 固定子磁極を持つ固定子鉄心および上記固定子磁極に巻回された固定子コイルを有する固定子と、
上記固定子に対して回転する回転軸と、
上記回転軸上に設けられて、上記固定子磁極に対面して磁気的に結合され得る磁極を持ち、上記固定子内で上記固定子に対して回転する回転子鉄心と、
上記磁極間に配置され、周方向に着磁されて上記磁極間の磁束の漏洩を減少させる永久磁石と、
上記回転子鉄心の上記磁極の径方向内側に設けられて上記回転子鉄心および上記固定子鉄心内に磁束を発生させる界磁コイルとを備えたランデル型回転機であって、
上記回転子鉄心が、
上記回転軸上で同軸に支持され、互いに離間した円板状の第1および第2の磁性端板と、
一端が上記第1の磁性端板に磁気的および機械的に結合されて、他端が上記第2の磁性端板に向かって軸方向に延びて上記第2の磁性端板に対して磁気的に分離され、互いに周方向に間隔を置いて配置された複数の第1の磁極部材と、
一端が上記第2の磁性端板に磁気的および機械的に結合されて、他端が上記第1の磁性端板に向かって軸方向に延びて上記第1の磁性端板に対して磁気的に分離され、互いに周方向に間隔を置いて配置されて、それぞれ上記第1の磁極部材の間に挿入されて上記第1の磁極部材と協働して上記磁極を構成する複数の第2の磁極部材と、
上記第1および第2の磁性端板間に設けられて上記第1および第2の磁極部材をほぼそれらの全長に亘って支持する非磁性の保持体とを備えたことを特徴とするランデル型回転機。 - 上記第1および第2の磁性端板ならびに上記第1および第2の磁極部材が、いずれも軸方向に積層された複数の磁性板の積層体で構成されていることを特徴とする請求項1に記載のランデル型回転機。
- 上記永久磁石が上記第1および第2の磁極部材との直接接触によって支持されていることを特徴とする請求項1あるいは2に記載のランデル型回転機。
- 上記第1および第2の磁極部材が、いずれも上記保持体の外周に軸方向全長に亘って形成されたダブテイル溝によって支持されており、上記永久磁石が、上記タブテイル溝によって支持された上記第1および第2の磁極部材によってほぼ全長に亘って支持されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 軸方向に着磁された永久磁石が、上記第1および第2の磁性端板と上記第1および第2の磁極部材の上記他端との間にも設けられていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 上記保持体と上記第1および第2の磁極部材との間に挿入された軸方向に延びる磁性体を備えていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 上記磁性体が磁性粉体を圧縮して成形した圧粉磁性コアであることを特徴とする請求項6に記載のランデル型回転機。
- 上記第1および第2の磁性端板上の上記保持体の上記ダブテイル溝の軸方向延長位置に、上記ダブテイル溝と同一形状の切欠を設けたことを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 上記回転子鉄心は、上記第1の磁極部材と上記第2の磁性端板との間および上記第2の磁極部材と上記第1の磁性端板との間に設けられて、それらの間を磁気的に分離し、上記磁極間の磁束の漏洩を減少させる第1および第2の非磁性端板をさらに備えていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 上記非磁性端板の外周部分に配置された第3の磁極部材を備えていることを特徴とする請求項9に記載のランデル型回転機。
- 上記第3の磁極部材が、上記非磁性端板の外周部分に設けられたダブテイル溝に嵌合して固定されるダブテイルを備えていることを特徴とする請求項10に記載のランデル型回転機。
- 上記非磁性端板と上記第3の磁極部材との間の境界が、テーパー状であることを特徴とする請求項10または11に記載のランデル型回転機。
- 上記非磁性端板と上記第3の磁極部材との間の境界が、階段状であることを特徴とする請求項10あるいは11に記載のランデル型回転機。
- 上記界磁コイルが、上記固定子に固定されて上記界磁コイルを上記回転子鉄心に対して間隙を介して磁気的に結合させる磁性台座によって支持されていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 上記界磁コイルが、上記第1および第2の磁性端板に固定されて上記回転子鉄心に磁気的に結合されていることを特徴とする請求項1〜13のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
- 上記ランデル型回転機がブラシレス回転機であることを特徴とする請求項1〜15のいずれか一項に記載のランデル型回転機。
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