JP3986623B2

JP3986623B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP3986623B2
Application number: JP16269097A
Authority: JP
Inventors: 克也世古; 賢一伊藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Digital Media Engineering Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Development and Engineering Corp
Priority date: 1997-06-19
Filing date: 1997-06-19
Publication date: 2007-10-03
Anticipated expiration: 2017-06-19
Also published as: JPH1118357A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は回転体の支承がすべり軸受によって行われる回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の回転電機の基本的構成を図８に示す。この図８において、１は固定子を示しており、鉄心２に電機子巻線３を巻装して構成されている。この固定子１の鉄心２には、内周部に軸受ハウジング４が取付けられており、この軸受ハウジング４が支持板でもあるＰＣ板５に取付け固定されている。
軸受ハウジング４には、内部にすべり軸受６が収納保持されており、このすべり軸受６の内部に回転軸７が挿入されて回転可能に支承されている。
【０００３】
回転軸７には回転子ホルダ８が取付けられており、この回転子ホルダ８に回転子９のヨーク１０が取付けられている。回転子９は、ヨーク１０と、これの周囲部の内周面に取付けられた磁石１１とから成るもので、その磁石１１が内周部を上記固定子の鉄心２の外周部に径方向に対向させている。
この構成で、磁石１１と固定子１の鉄心２との間で所定の磁気回路が形成され、この磁気回路により生じる回転駆動力によって、回転子９が回転軸７を伴い回転される。
【０００４】
このような回転電機においては、すべり軸受６とこれが支承した回転体（この場合、回転軸７）との間に、微小とはいえ、ある程度の隙間を確保する必要がある。この隙間によって、回転体（回転軸７）の回転が円滑に行われ、すべり軸受６に対する回転体の組付けも容易に行われる。ところが、そのためとはいっても、すべり軸受６と回転体との間に隙間があると、回転体が、その隙間の分、図９に示すように振れて回転してしまう。
【０００５】
そこで、従来、図１０及び図１１に示すように、回転子９の磁石１１の一部と軸方向に対向させて、ＰＣ板５上に鉄片等の磁性体１２を設けることが考えられた。このものによれば、回転子９の磁石１１が磁性体１２と対向する部分で該磁性体１２に磁力を及ぼしてそれに近付くようになることにより、回転子９が回転軸７を伴い定常的に傾きつつ回転することになり、回転軸７すなわち回転体の上述のような振れがなくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のものでは、回転体が傾くことによって、すべり軸受６に回転体が点接触し、面圧が増加する。これによって、回転力に損失が生じ、回転体の寿命も低下するという問題点を有していた。又、磁性体１２を特別に必要とする分、部品点数が増加し、組立てが煩雑になると共に、コスト高にもなるという問題点を有していた。
【０００７】
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、従ってその目的は、すべり軸受で支承する回転体を傾かせず、部品点数を増加させることもなくして、その回転体の振れをなくすことのできる回転電機を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の回転電機は、第１に、鉄心に電機子巻線が巻装された固定子と、この固定子との間ですべり軸受により支承され、前記固定子の鉄心と径方向に対向する磁石を有する回転子とを具えるものにおいて、前記固定子の鉄心のすべり軸受構成部と磁石対向部とを相対的に偏心させることにより、前記固定子の鉄心と回転子の磁石との対向間隔を径方向の一方側で狭く、他方側で広くなるようにしたことを特徴とする（請求項１の発明）。
本発明の回転電機は、第２に、鉄心に電機子巻線が巻装された固定子と、この固定子との間ですべり軸受により支承され、前記固定子の鉄心と径方向に対向する磁石を有する回転子とを具え、その回転子が固定子の外側に位置するアウターロータ形のものにおいて、
前記すべり軸受の外周部を回転子の回転中心に対し偏心させることにより、前記固定子の鉄心と回転子の磁石との対向間隔を径方向の一方側で狭く、他方側で広くなるようにしたことを特徴とする（請求項２の発明）。
【０００９】
これらのものによれば、回転子の磁石が固定子の鉄心との径方向の対向間隔を狭くした一方側において、他の部分よりも強い吸引力を固定子の鉄心に及ぼしてそれに近付くようになることにより、回転子が定常的に径方向の他方側に片寄せられて回転する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１実施例につき、図１及び図２を参照して説明する。
まず図１には支持板を兼ねるＰＣ板２１を示しており、これには図中中央部にハウジング嵌合孔２２を形成している。これに対して、固定子２３は鉄心２４と電機子巻線２５とから成るもので、そのうちの鉄心２４は、詳細には図２に示すように、環状部２６から外方へ複数の突極２７を放射状に突出させて形成したものであり、その各突極２７に電機子巻線２５を巻装している。
【００１１】
又、鉄心２４の環状部２６の内部に存する孔２８の周縁部は鉄心２４の内周部であり、この鉄心２４の内周部（孔２８）を、環状部２６の図中右側部分の厚みＴ1 と図中左側部分の厚みＴ2 との違いで明らかなように、鉄心２４の外周部である突極２７の各先端面に対し図中左側に偏心させて形成している。この鉄心２４の内周部には軸受ハウジング２９を嵌合して取付けており、この軸受ハウジング２９を前記ＰＣ板２１のハウジング嵌合孔２２に嵌合して取付け、これによって、固定子２３を軸受ハウジング２９を介しＰＣ板２１に取付けている。
【００１２】
軸受ハウジング２９には、内部にすべり軸受３０とすべり軸受３１とを上下に収納保持しており、そのうちのすべり軸受３０はラジアル軸受であって円筒状、すべり軸受３１はスラスト軸受であって円板状のものであり、ともに軸受メタルから成っている。
【００１３】
しかして、すべり軸受３０の内部には回転体である回転軸３２を下端がすべり軸受３１に当たるまで挿入して回転可能に支承している。又、回転軸３２の上端部には回転子３３のヨーク３４を取付けている。回転子３３は、ヨーク３４と、これの周囲部の内周面に取付けた磁石３５とから成るものであり、その磁石３５の内周部を前記固定子２３の鉄心２４の外周部（突極２７の各先端面）に径方向に対向させている。すなわち、本実施例の回転電機は、回転子３３が固定子２３の外側に位置するアウターロータ形となっている。
【００１４】
ここで、鉄心２４の内周部（孔２８）を鉄心２４の外周部（突極２７の各先端面）に対し図中左側に偏心させて形成したのは既述のごとくであり、これに対して、上述のごとく支承した回転軸３２は鉄心２４の内周部（孔２８）と同心で、これに取付けた回転子３３は回転軸３２と同心であると共に鉄心２４の内周部（孔２８）とも同心である。この結果、回転子３３の回転中心に対して固定子２３の鉄心２４の外周部が図中右側に偏心し、これによって、固定子２３の鉄心２４と回転子３３の磁石３５との対向間隔を、図中右側のギャップＧ1 と図中左側のギャップＧ2 との違いで示すように、径方向の一方側（図中右側）で狭く、他方側（図中左側）で広くなるようにしている。
【００１５】
次に、上記構成のものの作用を述べる。
回転子３３の磁石３５が固定子２３の鉄心２４との径方向の対向間隔を狭くした一方側においては、他の部分よりも強い吸引力が固定子２３の鉄心２４に及ぶ。これによって磁石３５が鉄心２４に近付き、回転子３３は回転軸３２を伴い径方向の他方側に片寄せられる。従って、磁石３５と鉄心２４との間で形成される磁気回路により生じる回転駆動力によって回転子３３が回転されるときも、回転子３３は回転軸３２を伴い定常的に径方向の他方側に片寄せられた状態で回転する。この回転子３３の片寄せは上述のごとく径方向であり、軸方向と平行なまま行われるので、回転軸３２（回転体）が従来のもののように傾くことはない。
【００１６】
よって、回転体がすべり軸受３０に点接触するというようなこともなく、面圧が増加することがないので、回転力に損失を生じることが避けられ、回転体の寿命が低下することも避けられる。又、従来のもののように磁性体を特別に必要とすることもないので、部品点数の増加を避けることができ、組立てを容易にできると共に、コスト安にもすることができる。
【００１７】
なお、鉄心２４の内周部はすべり軸受３０を有するすべり軸受構成部であり、外周部は回転子３３の磁石３５と対向する磁石対向部であって、上記構成では、そのすべり軸受構成部を磁石対向部に対し偏心させて形成したが、これとは逆に、磁石対向部をすべり軸受構成部に対し偏心させて形成しても良いもので、要するにそれらは相対的に偏心させて形成してあれば良いものである。
【００１８】
以上に対して、図３は本発明の第１参考例を示すもので、第１実施例と相違する点のみを述べれば、前述の軸受ハウジング２９に代えて用いる軸受ハウジング４１の固定子鉄心２４との嵌合部である外周部４１ａを、軸受ハウジング４１の図中右側部分の厚みＴ3 と図中左側部分の厚みＴ4 との違いで明らかなように、回転子３３の回転中心に対し図中右側に偏心させて形成した点にある。
【００１９】
このようにしても、第１実施例同様に、回転子３３の回転中心に対して固定子２３の鉄心２４の外周部を図中右側に偏心させ得、固定子２３の鉄心２４と回転子３３の磁石３５との対向間隔を、ギャップＧ1 とギャップＧ2 との違いで示すように、径方向の一方側（図中右側）で狭く、他方側（図中左側）で広くなるようにし得るもので、第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
【００２０】
図４は本発明の第２実施例を示すもので、これも第１実施例と相違する点のみを述べれば、前述のすべり軸受３０に代えて用いるすべり軸受５１の外周部５１ａを、すべり軸受５１の図中右側部分の厚みＴ5 と図中左側部分の厚みＴ5 との違いで明らかなように、回転子３３の回転中心に対し図中右側に偏心させて形成した点にある。
【００２１】
このようにしても、やはり第１実施例同様に、回転子３３の回転中心に対して固定子２３の鉄心２４の外周部を図中右側に偏心させ得、固定子２３の鉄心２４と回転子３３の磁石３５との対向間隔を、ギャップＧ1 とギャップＧ2 との違いで示すように、径方向の一方側（図中右側）で狭く、他方側（図中左側）で広くなるようにし得るのであり、第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
図５は本発明の第２参考例を示すもので、これも第１実施例と相違する点のみを述べれば、前述の突極２７に代えて固定子２３の鉄心２４に具える突極のうちの、１群（図中右側）の複数個（図示例は３個）の突極６１ａの径方向長さＬ1 を、他の突極６１ｂのそれＬ2 より長くした点にある。
【００２３】
このようにしても、やはり第１実施例同様に、回転子３３の回転中心に対して固定子２３の鉄心２４の外周部を図中右側に偏心させ得、固定子２３の鉄心２４と回転子３３の磁石３５との対向間隔を、ギャップＧ1 とギャップＧ2 との違いで示すように、径方向の一方側（図中右側）で狭く、他方側（図中左側）で広くなるようにし得るもので、第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
なお、この場合、径方向長さを他の突極６１ｂより長くする固定子２３の鉄心２４の突極６１ａは１個であっても良い。
【００２４】
図６は本発明の第３参考例を示すもので、これも第１実施例と相違する点のみを述べれば、これも前述の突極２７に代えて固定子２３の鉄心２４に具える突極のうちの、１群（図中右側）の複数個（図示例は３個）の突極７１ａの径方向長さＬ3 を、他の突極７１ｂのそれＬ4 より短くした点にある。
【００２５】
このようにすることにより、回転子３３の回転中心に対して固定子２３の鉄心２４の外周部を図中左側に偏心させ得、固定子２３の鉄心２４と回転子３３の磁石３５との対向間隔を、図中左側のギャップＧ3 と図中右側のギャップＧ4 との違いで示すように、径方向の一方側（図中左側）で狭く、他方側（図中右側）で広くなるようにし得るもので、このようにしても、第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
なお、この場合も、径方向長さを他の突極７１ｂより短くする固定子２３の鉄心２４の突極７１ａは１個であっても良い。
【００２６】
図７は本発明の第４参考例を示すもので、これも第１実施例と相違する点のみを述べれば、固定子２３の鉄心２４を回転子３３の回転中心に対し図中右側に偏心させて取付けた点にある。詳細には、このものの場合、前述の孔２８に代わって固定子２３の鉄心２４の取付孔である孔８１を図中左右に長い長孔状に形成し、回転子３３の回転中心に対して、孔８１の長手方向（図中右側）に固定子２３の鉄心２４を偏心させて取付けている。
【００２７】
このようにしても、やはり第１実施例同様に、回転子３３の回転中心に対して固定子２３の鉄心２４の外周部を図中右側に偏心させ得、固定子２３の鉄心２４と回転子３３の磁石３５との対向間隔を、ギャップＧ1 とギャップＧ2 との違いで示すように、径方向の一方側（図中右側）で狭く、他方側（図中左側）で広くなるようにし得るもので、第１実施例同様の作用効果を得ることができる。
【００２９】
このほか、本発明は上記し且つ図面に示した実施例にのみ限定されるものではなく、例えば、回転軸３２は支持板に回転不能状態に取付けられる固定軸に変え、この固定軸の外周にすべり軸受を圧嵌保持し、該すべり軸受の外周に回転子を嵌合して回転可能に支承するようにしても良い。この場合、傾き、振れが防止される回転体は回転子である。
【００３０】
【発明の効果】
以上の記述で明らかなように、本発明の回転電機によれば、すべり軸受で支承する回転体を傾かせず、部品点数を増加させることもなくして、その回転体の振れをなくすことができもので、それにより、回転力に損失を生じることを避け得、又、回転体の寿命が低下するようなことも避け得て、更に、組立てを容易にでき、コスト安にもできるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示す縦断面図
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う横断面図
【図３】本発明の第１参考例を示す図２相当図
【図４】本発明の第２実施例を示す図２相当図
【図５】本発明の第２参考例を示す図２相当図
【図６】本発明の第３参考例を示す図２相当図
【図７】本発明の第４参考例を示す図２相当図
【図８】従来例を示す図１相当図
【図９】回転体の振れを説明するための部分拡大縦断面図
【図１０】異なる従来例を示す図１相当図
【図１１】磁性体の配置を示す平面図
【符号の説明】
２３は固定子、２４は鉄心、２５は電機子巻線、２８は孔（すべり軸受構成部）、３０はすべり軸受、３２は回転軸、３３は回転子、３５は磁石、Ｇ1 ，Ｇ2 はギャップ、４１は軸受ハウジング、４１ａは軸受ハウジングの外周部（固定子鉄心との嵌合部）、５１はすべり軸受、５１ａはすべり軸受の外周部、６１ａ，６１ｂ，７１ａ，７１ｂは突極、Ｌ1 〜Ｌ4 は突極の径方向長さ、Ｇ3 ，Ｇ4 はギャップ、８１は長孔（固定子の鉄心の取付孔）を示す。

Claims

鉄心に電機子巻線が巻装された固定子と、
この固定子との間ですべり軸受により支承され、前記固定子の鉄心と径方向に対向する磁石を有する回転子とを具えるものにおいて、
前記固定子の鉄心のすべり軸受構成部と磁石対向部とを相対的に偏心させることにより、前記固定子の鉄心と回転子の磁石との対向間隔を径方向の一方側で狭く、他方側で広くなるようにしたことを特徴とする回転電機。
鉄心に電機子巻線が巻装された固定子と、
この固定子との間ですべり軸受により支承され、前記固定子の鉄心と径方向に対向する磁石を有する回転子とを具え、その回転子が固定子の外側に位置するアウターロータ形のものにおいて、
前記すべり軸受の外周部を回転子の回転中心に対し偏心させることにより、前記固定子の鉄心と回転子の磁石との対向間隔を径方向の一方側で狭く、他方側で広くなるようにしたことを特徴とする回転電機。