JP3684341B2

JP3684341B2 - 永久磁石式回転電機

Info

Publication number: JP3684341B2
Application number: JP2001256187A
Authority: JP
Inventors: 俊則田中; 雅祥山本; 摂和久
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2005-08-17
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: JP2003070190A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電磁騒音を低減することが可能な永久磁石式回転電機の界磁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６ないし図８は、従来の永久磁石式回転電機の界磁装置の断面図と構成図との一例を示すもので、例えば、特開平９−３２２４４３号公報に開示されたものであり、図７は図６におけるＡ−Ａ部の断面を示すものである。図６に示すように、従来の永久磁石式回転電機ではヨーク１の内周面に円周方向に所定の間隔を隔てて複数の永久磁石２が界磁として配列されており、図８に示すように、永久磁石２は内周面と円周方向両側面とを覆う金属薄板の磁石カバー３と共に合成樹脂製の磁石ホルダ４に保持され、図６および図７のようにヨーク１の内径に圧入固定されている。
【０００３】
図６に示すように永久磁石２は交互にＮ極とＳ極とに磁化されており、図では四極の界磁の場合を一例として示している。図に示したヨーク１と永久磁石２などは回転電機の固定子を形成し、永久磁石２にて構成された界磁の内径側には図示しないが電機子巻線を有する回転子が設けられ、この固定子と回転子とで電動機、もしくは、発電機を構成する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このように構成された従来の回転電機において、図示しない回転子が回転するとき、回転子の電機子巻線に流れる電流と永久磁石２の磁界との間には電磁力が働き、永久磁石２に加わる電磁力は回転子の回転により変動する。この電磁力の変動により永久磁石２には加振力が加わり、この振動が永久磁石２からヨーク１に伝達されてヨーク１には歪みが発生し、ヨーク１が振動板となって騒音が発生する。この騒音は回転電機の使用環境によっては無視できないものであり、低騒音の回転電機が望まれていた。
【０００５】
この発明は、このような課題を解決するためになされたもので、回転子と永久磁石との間に働く電磁力によるヨークの振動を低減し、低騒音の回転電機を得ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係わる永久磁石式回転電機は、磁性金属からなる円筒状のヨークと、ヨーク内周面の円周方向に所定の間隔で配列された永久磁石と、永久磁石を円周方向と軸方向とに保持し、ヨークの内周面に取り付ける磁石ホルダとを備え、永久磁石と磁石ホルダとが環状に組み合わされて、永久磁石は磁石ホルダに保持されてヨークの内周面に圧入固定されると共に、ヨーク内周面と永久磁石の外周面との間には振動吸収効果を有する粘弾性部材が介在されるように構成したものである。
【０００７】
また、ヨーク内周の永久磁石取り付け面に所定幅の溝が設けられており、溝内に粘弾性部材が充填されるようにしたものである。
さらに、永久磁石の外周面に所定幅の溝が設けられており、溝内に粘弾性部材が充填されるようにしたものである。
さらにまた、ヨーク内周面の曲率半径より永久磁石の外周面の曲率半径が大きく設定され、ヨーク内周面に永久磁石を組み付けたとき、ヨーク内周面と永久磁石の外周面との間に形成される隙間に粘弾性部材が充填されるようにしたものである。
【０００８】
また、ヨーク内周面と永久磁石の外周面との間に介在する粘弾性部材を、ゴム、または、エラストマーのシートとしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による永久磁石式回転電機の断面図であり、上記の従来例と同一部分には同一符号が付与されている。永久磁石式回転電機のヨーク１の内径には円周方向に所定の間隔を隔てて配列された永久磁石２が、例えば、四極を構成するように取り付けられている。この永久磁石２は、内周面と円周方向両側面とが金属薄板の磁石カバー３により覆われ、ヨーク１と接する外周面には、エラストマーシートやゴムシートなどからなる粘弾性部材５が接着などにより取り付けられている。そして、粘弾性部材５を有する永久磁石２と磁石カバー３とは上記の従来例にて示した図８のように合成樹脂製の磁石ホルダ４と組み合わされ、保持された状態でヨーク１の内周面に取り付けられる。
【００１０】
また、永久磁石２の内径側には図示しない回転子が設けられ、この回転子には電機子コイルが巻回されている。回転子が回転すると電機子コイルの電流と永久磁石２による磁界との間に電磁力が働き、永久磁石２には振動応力が加わるが、この発明の実施の形態１による永久磁石式回転電機においては、永久磁石２に加わる加振力は、ヨーク１と永久磁石２との間に介在する粘弾性部材５に加わり、粘弾性部材５の剪断変形により振動エネルギーが熱エネルギーに変換される。従って、ヨーク１に加わる振動エネルギーは大きく低減されることになり、この振動吸収効果によりヨーク１が振動板となって発生する電磁騒音は抑制され、低騒音の回転電機を得ることができるものである。
【００１１】
実施の形態２．
図２および図３は、この発明の実施の形態２による永久磁石式回転電機の断面図である。この実施の形態においてはヨーク１の内周面に溝６が設けられ、この溝６内に永久磁石２とヨーク１との間に介在する粘弾性部材５が充填されるように構成されている。図２は各永久磁石２毎に一条の溝６を設けた場合を示し、図３は複数条の溝６を設けた場合を示している。
【００１２】
実施の形態１にて示した粘弾性部材５による振動吸収効果は、粘弾性部材５の体積が大であるほど振動エネルギーをよく吸収するが、粘弾性部材５の厚さは永久磁石２の起磁力を消費することになり、消音効果を大にすれば回転電機の性能低下にもつながる。図２、または、図３のように構成すれば、溝６の面積相当分において粘弾性部材５の厚みを増大することができ、起磁力のロスも溝６の面積相当分のみとなる。従って、実施の形態１の場合より性能低下を少なくしながら良好な振動吸収効果を得ることができることになる。なお、このような溝６は、ヨーク１の生産時においてプレス行程を増加させることなく容易に形成することができるものである。
【００１３】
実施の形態３．
図４は、この発明の実施の形態３による永久磁石式回転電機の断面図であり、この実施の形態による永久磁石式回転電機は、永久磁石２の外周面に溝７を設けると共に、この溝７内に粘弾性部材５を充填するようにしたものである。このように構成することにより、実施の形態２の場合と同様に溝７の面積相当分において粘弾性部材５の体積を増大することができ、性能低下を少なくしながら効果的に振動吸収効果を得ることができるものである。なお、永久磁石２の溝７は図４では軸方向に設けられているが、永久磁石２の成型上可能なものであれば方向は限定されず、また、複数条設けることもできるものである。
【００１４】
実施の形態４．
図５は、この発明の実施の形態４による永久磁石式回転電機の断面図であり、この実施の形態の永久磁石式回転電機は、永久磁石２の外周面の曲率半径をヨーク１の内周面の曲率半径より大きくすることにより、永久磁石２をヨーク１に組み付けたとき、永久磁石２の外周面の円周方向両端部のみが粘弾性部材５を介してヨーク１の内周面に接触し、永久磁石２の円周方向中央部近傍はヨーク１の内周面に対して隙間ができるようにすると共に、この隙間に粘弾性部材５を充填するようにしたものである。
【００１５】
このように構成することにより、永久磁石２はその両端部でヨーク１と接触するため安定した取り付け構造となり、永久磁石２の外周面とヨーク１の内周面とは永久磁石２の円周方向中央部に至るほど粘弾性部材５の厚みが増大して粘弾性部材５の体積が増大する結果、振動エネルギーを効果的に吸収して消音効果を大きくすることができ、性能低下を抑制することができるものである。
【００１８】
【発明の効果】
以上に説明したように、この発明の永久磁石式回転電機において、請求項１に記載の発明によれば、磁性金属からなる円筒状のヨークと、ヨーク内周面の円周方向に所定の間隔で配列された永久磁石と、永久磁石を円周方向と軸方向とに保持し、ヨークの内周面に取り付ける磁石ホルダとを備え、永久磁石と磁石ホルダとが環状に組み合わされて、永久磁石は磁石ホルダに保持されてヨークの内周面に圧入固定されると共に、ヨーク内周面と永久磁石の外周面との間には振動吸収効果を有する粘弾性部材が介在されるように構成したので、回転子の電機子コイルと永久磁石との間に働く電磁力による振動エネルギーが粘弾性部材により熱エネルギーに転換され、この振動吸収効果により、ヨークに伝達される振動が低減され、ヨークが振動板となって発生する騒音を大幅に低減することが可能になるものである。
【００１９】
また、請求項２に記載の発明によれば、ヨーク内周面の永久磁石取り付け部に溝が設けられ、溝内に粘弾性部材が充填されるようにしたので、溝部における粘弾性部材の体積を増大でき、溝部以外において起磁力のロスを防止しながら有効に騒音の低減ができるものである。さらに、請求項３に記載の発明によれば、永久磁石の外周面に溝を設け、溝内に粘弾性部材を充填するようにしたので、請求項２の場合と同様に起磁力のロスを防止しながら有効に騒音の低減ができるものである。
【００２０】
さらにまた、請求項４に記載の発明によれば、ヨーク内周面の曲率半径より永久磁石の外周面の曲率半径が大きく設定され、ヨーク内周面に永久磁石を組み付けたとき、ヨーク内周面と永久磁石の外周面との間に形成される隙間に粘弾性部材が充填されるようにしたので、永久磁石の取り付けを安定化しながら効果的に騒音の低減ができるものである。また、請求項５に記載の発明によれば、ヨーク内周面と永久磁石の外周面との間に介在する粘弾性部材を、ゴム、または、エラストマーのシートとしたので、入手の容易な粘弾性部材を使用して安価に騒音低減構造を構築することが可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１による永久磁石式回転電機の断面図である。
【図２】この発明の実施の形態２による永久磁石式回転電機の断面図である。
【図３】この発明の実施の形態２による永久磁石式回転電機の断面図である。
【図４】この発明の実施の形態３による永久磁石式回転電機の断面図である。
【図５】この発明の実施の形態４による永久磁石式回転電機の断面図である。
【図６】従来の永久磁石式回転電機の断面図である。
【図７】従来の永久磁石式回転電機の断面図である。
【図８】従来の永久磁石式回転電機の永久磁石組み付け構成図である。
【符号の説明】
１ヨーク、２永久磁石、３磁石カバー、４磁石ホルダ、
５粘弾性部材、６、７溝。

Claims

磁性金属からなる円筒状のヨーク、前記ヨーク内周面の円周方向に所定の間隔で配列された永久磁石、前記永久磁石を円周方向と軸方向とに保持し、前記ヨークの内周面に取り付ける磁石ホルダを備え、前記永久磁石と前記磁石ホルダとが環状に組み合わされて、前記永久磁石は前記磁石ホルダに保持されて前記ヨークの内周面に圧入固定されると共に、前記ヨーク内周面と前記永久磁石の外周面との間には振動吸収効果を有する粘弾性部材が介在されるように構成したことを特徴とする永久磁石式回転電機。
前記ヨーク内周の前記永久磁石取り付け面に所定幅の溝が設けられており、前記溝内に前記粘弾性部材が充填されたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
前記永久磁石の外周面に所定幅の溝が設けられており、前記溝内に前記粘弾性部材が充填されたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
前記ヨーク内周面の曲率半径より前記永久磁石の外周面の曲率半径が大きく設定され、前記ヨーク内周面に前記永久磁石を組み付けたとき、前記ヨーク内周面と前記永久磁石の外周面との間に形成される隙間に前記粘弾性部材が充填されたことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
前記ヨーク内周面と前記永久磁石の外周面との間に介在する前記粘弾性部材が、ゴム、または、エラストマーのシートからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。