JP3684341B2 - 永久磁石式回転電機 - Google Patents
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Description
【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 (5)
- 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。
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