JPH04111279U - 永久磁石界磁型の直流回転機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 永久磁石型界磁極の内周面の曲率を変化させ
ることなしにコギングトルクを小さくする。 【構成】 複数の固定子界磁マグネット磁極４乃至７を
有する永久磁石界磁型の直流回転機１において、界磁用
マグネット磁極４乃至７における直流回転機の回転軸方
向Ｘの長さを、周方向Ｙの端部に向かうに従って短くな
るようにし、周方向に沿う界磁磁束の分布が急激に変化
するのを防止し、コギングトルクの発生を抑制する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、コギングトルクを減少させることができるようにした永久磁石界磁 型の直流回転機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

例えば、回転子に突極形の電機子鉄心を用い固定子に界磁用永久磁石を用いた 構造の永久磁石界磁型の直流回転機にあっては、回転子と固定子との間の相互作 用によりコギングトルクが生じるという問題点を有していた。 この問題点を解決するため、磁性体の円筒形内周面に沿って扇形円弧状永久磁 石を複数個配置し、永久磁石の内側中空部に回転子を配置した回転機において、 複数個の扇形円弧状永久磁石の各々をその外周面と内周面とが円周方向端部を除 いてほぼ平行であるように形成すると共に、円周方向端部においては内周面曲率 を円周方向中心部分より小さくすることによって、永久磁石の内周面と回転子の 外周面とで形成する磁気空隙の半径方向寸法を各々の永久磁石の円周方向端部で のみ大きく設定し、かつ各々の永久磁石で外周面と内周面の各々が互いに直交す る二つの平面に、各々連続的かつ急激な変化を伴って連なっているようにした構 成とし、コギングトルクを低下させる構成が特公昭６３−２９５０４号公報に開 示されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、回転機にはセグメント状のマグネット磁極を２個以上用いており、 固定子のヨークにこれらのマグネット磁極を装着したときに装着バラツキが生じ た場合、装着後にこのバラツキを補正するための加工が必要となる。 しかしながら、上述の曲率を変化させたマグネット磁極を用いる従来技術にお いては、マグネット磁極を取り付けた後にその加工を行なうと電気的特性が変化 してしまうので、マグネット磁極をヨークに装着したときに装着バラツキが生じ たとしても、マグネット磁極を取り付けた後の加工は極めて困難であるという問 題を有している。 さらに、前述のように、界磁マグネット磁極の内周部の曲率が一定でないため 、各セグメントがリング状に一体に連続して設けられたリング状界磁マグネット 磁極を形成することも困難であるほか、不均一エアギャップとコギングトルクと の間の関係を計算により解析することも困難であるという欠点を有している。 本考案の目的は、したがって、従来技術における上述の問題点を解決すること ができる、永久磁石界磁型の直流回転機を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するための本考案の特徴は、複数の固定子界磁マグネット磁極 を有する永久磁石界磁型の直流回転機において、上記マグネット磁極の各々が、 内周部の曲率が一定で、直流回転機の回転軸方向の長さが周方向中央部において 最も長く、周方向端部に向かうに従って短くなるように形成されている点にある 。 上記マグネット磁極は、リング状マグネット磁極として一体に形成する構成で もよい。

【０００５】

【作用】

界磁用マグネット磁極における直流回転機の回転軸方向の長さを、上記の如く 周方向端部に向かうに従って短くなるようにしたので、これにより、周方向に沿 う界磁磁束の分布が急激に変化することがなく、コギングトルクの発生を抑制す ることができる。

【０００６】

【実施例】

以下、図面を参照しながら本考案の一実施例につき詳細に説明する。

【０００７】 図１は本考案による、複数の固定子界磁マグネット磁極を有する永久磁石界磁 型の直流回転機１の概略断面図であり、２は図示しないケーシングに回転自在に 支持されている電機子、３はヨークである。ヨーク３は、円筒形に形成された磁 性材料から成り、電機子２と同心に配設されており、ヨーク３の内周面３Ａには 、永久磁石である板状のマグネット部材が適宜の手段によりマグネット磁極とし て固定されている。

【０００８】 図示の実施例では、同一の寸法形状に作られている４つのマグネット部材４〜 ７がヨーク３の周方向に９０度間隔で、且つ相隣るマグネット部材とは適宜のス ペースをあけるように配設され、４極固定子界磁マグネット磁極が構成されてい る。

【０００９】 図２では、界磁用マグネット磁極を構成する１つのマグネット部材４が正面に 見えており、このマグネット部材４は、図１から判るように、その外周面４Ａの 曲率はヨーク３の内周面３Ａの曲率と同じに定められている。マグネット部材４ は、肉厚が一定の湾曲した部材であり、したがって、その外周面４Ａに垂直な任 意の線に沿って測ったその外周面４Ａとその内周面４Ｂとの間の距離は、一定で ある。

【００１０】 マグネット部材４の直流回転機１の回転軸方向（Ｘ）の長さは、図２から判る ように、その周方向（Ｙ）の中央部近くで最大長ＬＸとなっており、その周方向 端部に向かうに従って短くなっている。図示の実施例では、マグネット部材４は 、全体として円筒の一部をなす湾曲した矩形の板状の部材であり、その回転軸に 沿う２つの４Ｃ，４Ｄを円弧状とした形状となっている。他の磁極を構成するマ グネット部材５，６，７も全く同様の構成である。

【００１１】 この構成によると、マグネット部材４〜７の各端部付近の上述の形状のため、 マグネット部材４〜７の各周方向端部に近づくにしたがって磁気抵抗が大きくな り、このために、ヨーク３とマグネット部材４〜７によって形成される複数（４ 極）の永久磁石型界磁極により電機子２に与えられる磁界の強さが、磁極の切り 変わり線近傍で急激に変化するのを防ぐことができる。

【００１２】 したがって、電機子２と各界磁磁極との相対位置関係が変化しても電機子２に 与えられる磁界の強さが急変することがないので、コギングトルクを小さく抑え ることができる。

【００１３】 しかも、マグネット部材４〜７の各内周面が所定の一定曲率の円周面上にある ため、マグネット部材の装着バラツキがあっても、これを補正するため加工を容 易に行なうことができる。

【００１４】 さらに、マグネット部材４〜７は肉厚一定の湾曲した部材であるので、コギン グトルクのシミュレーションが容易である。

【００１５】 図３には、本考案の他の実施例が示されている。図３の実施例においては、ヨ ーク２の内周面に装着されるマグネット部材が、肉厚一定の湾曲した部材である 、単一の円筒状のマグネットリング８として形成されており、マグネットリング ８の両端には切欠部８Ａ〜８Ｈが形成されている。これらの各切欠部の形状は、 図２に示したマグネット部材４の端部の形状と同様に、回転軸方向の長さが周方 向端部に向かうに従って短くなるように定められている。

【００１６】 このようにしてマグネットリング８には、４つの磁極Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ が形成され、このマグネットリング８をヨーク３に装着することにより、図１及 び図２に示す回転機と同様に、コギングトルクの発生を有効に抑制することがで き、それと同様の効果を得ることができる。

【００１７】

【考案の効果】

本考案によれば、上述の如く、界磁磁極の長さを周方向に対して変化させるこ とにより界磁束の均一化を図るようにしてコギングトルクを低下させるようにし たので、マグネット部材の内周面の曲率を一定とすることにより、マグネット部 材の装着バラツキを補正するための仕上げ加工を行なうことができる上に、コギ ングトルクのシミュレーションが容易となり、マグネット部材をリング状にして 一体化を図ることができる等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す概略断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図３】本考案の他の実施例の要部を示す斜視図。

【符号の説明】

１ 直流回転機 ３ ヨーク ４乃至７ マグネット部材 ４Ｂ 内周面 ８ マグネットリング Ｐ１乃至Ｐ４ 磁極

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の固定子界磁磁極を有する永久磁石
   界磁型の直流回転機において、前記界磁磁極の各々が、
   内周部の曲率が一定で、前記直流回転機の回転軸方向の
   長さが周方向中央部において最も長く、周方向端部に向
   かうに従って短くなるように形成されていることを特徴
   とする永久磁石界磁型の直流回転機。