JPH04331445A - Induction motor - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】0001
【産業上の利用分野】本発明は、回転磁界に同期して回
転するマグネットロータを備えた誘導モータに係り、特
に、マグネットロータのトルクの一部を駆動軸に伝達す
る継手機構を備えた誘導モータに関するものである。[Field of Industrial Application] The present invention relates to an induction motor equipped with a magnet rotor that rotates in synchronization with a rotating magnetic field, and more particularly, an induction motor equipped with a joint mechanism that transmits a part of the torque of the magnet rotor to a drive shaft. It is related to motors.
【０００２】0002
【従来の技術】図６は従来のインナーロータ型誘導モー
タの構成を示した図である。2. Description of the Related Art FIG. 6 is a diagram showing the structure of a conventional inner rotor type induction motor.
【０００３】同図において、駆動軸１０には誘導ロータ
７が同軸状に固定され、誘導ロータ７の周囲にはステー
タ１７が配置されている。駆動軸１０は軸受（図示せず
）を介してステータ１７とは回転自在に支持されている
。ステータ１７の各磁極鉄心１７ａには界磁コイル８が
巻回されている。In the figure, an induction rotor 7 is coaxially fixed to a drive shaft 10, and a stator 17 is arranged around the induction rotor 7. The drive shaft 10 is rotatably supported by a stator 17 via a bearing (not shown). A field coil 8 is wound around each magnetic pole core 17a of the stator 17.
【０００４】このような構成において、界磁コイル８に
一次電流を流して回転磁界Ｇを発生させると、この回転
磁界Ｇによって誘導ロータ７にうず電流が誘導される。
このうず電流と界磁コイル８による回転磁界Ｇとの相互
作用により、誘導ロータ７は回転磁界Ｇより少し遅い速
度、すなわち予定のすべりを持って回転する。In such a configuration, when a primary current is passed through the field coil 8 to generate a rotating magnetic field G, an eddy current is induced in the induction rotor 7 by the rotating magnetic field G. Due to the interaction between this eddy current and the rotating magnetic field G generated by the field coil 8, the induction rotor 7 rotates at a slightly slower speed than the rotating magnetic field G, that is, with a predetermined slip.
【０００５】このような構成の誘導モータは、構造が簡
単であるために小型、軽量化が可能であり、また、ブラ
シレスのために高速回転が可能であるなどの特徴がある
反面、次のような問題点があった。[0005] Induction motors with such a configuration have features such as being compact and lightweight due to their simple structure, and being brushless and capable of high-speed rotation. There was a problem.
【０００６】すなわち、図７に示したように、回転磁界
Ｇが誘導ロータ７の表面のみに発生するため、誘導ロー
タ７の表面と回転磁界Ｇとのなす角度が小さくなてしま
う。このため、回転磁界Ｇの半径方向成分ＦＨ が小さ
くなり、回転磁界Ｇのトルク寄与分が小さくなってしま
うという問題があった。That is, as shown in FIG. 7, since the rotating magnetic field G is generated only on the surface of the induction rotor 7, the angle between the surface of the induction rotor 7 and the rotating magnetic field G becomes small. Therefore, there is a problem in that the radial component FH of the rotating magnetic field G becomes small, and the torque contribution of the rotating magnetic field G becomes small.
【０００７】そこで、このような問題点を解決するため
に、本発明の発明者等は特願平３−（Ａ９０ １８１
７：平成３年４月１９日出願）において、図８に示した
ように、Ｓ極およびＮ極永久磁石５ｓ、５ｎをロータヨ
ーク上に交互に配置して構成され、回転磁界Ｇに同期し
て回転するマグネットロータ５を、駆動軸１０と同軸状
に備えた構造の誘導モータを提案している。[0007] In order to solve these problems, the inventors of the present invention filed Japanese Patent Application No.
7: filed on April 19, 1991), as shown in FIG. An induction motor having a structure in which a rotating magnet rotor 5 is provided coaxially with a drive shaft 10 is proposed.
【０００８】このような構成の誘導モータによれば、回
転磁界Ｇが永久磁石５ｓ、５ｎによる磁界によって強め
られると共に、図９に示したように、回転磁界Ｇの半径
方向成分が増えるのでトルクが向上する。According to the induction motor having such a configuration, the rotating magnetic field G is strengthened by the magnetic field of the permanent magnets 5s and 5n, and as shown in FIG. 9, the radial component of the rotating magnetic field G increases, so that the torque increases. improves.
【０００９】[0009]
【発明が解決しようとする課題】上記した構成の誘導モ
ータでは、マグネットロータ５は軸受によって回転自在
に支持され、必要以上に大きなトルクで回転していた。
換言すれば、マグネットロータ５を回転させるために無
駄なエネルギが消費されていた。In the induction motor configured as described above, the magnet rotor 5 is rotatably supported by a bearing, and rotates with a torque larger than necessary. In other words, energy is wasted to rotate the magnet rotor 5.
【００１０】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決して、マグネットロータ５の不要なトルクを駆
動軸１０に戻すことによって、誘導モータのトルクを向
上させることにある。[0010] An object of the present invention is to solve the problems of the prior art described above and to improve the torque of the induction motor by returning unnecessary torque of the magnet rotor 5 to the drive shaft 10.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、誘導ロータが回転磁界に対して予
定のすべりを持って回転する誘導モータにおいて、回転
磁界に同期して回転するマグネットロータと、マグネッ
トロータのトルクの一部を駆動軸に伝達する継手手段と
を具備した点に特徴がある。[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides an induction motor in which the induction rotor rotates with a predetermined slip with respect to the rotating magnetic field. It is characterized in that it includes a magnet rotor and a coupling means for transmitting part of the torque of the magnet rotor to the drive shaft.
【００１２】0012
【作用】上記した構成によれば、マグネットロータが回
転磁界に同期して回転すると、マグネットロータのトル
クの一部が継手手段によって駆動軸に伝達されるので、
トルクが向上する。[Operation] According to the above configuration, when the magnet rotor rotates in synchronization with the rotating magnetic field, part of the torque of the magnet rotor is transmitted to the drive shaft by the coupling means.
Torque is improved.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面を参照して本発明を詳細に説明す
る。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明の一実施例である誘導モー
タの縦断面図であり、前記と同一の符号は同一または同
等部分を表している。FIG. 1 is a longitudinal sectional view of an induction motor which is an embodiment of the present invention, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts.
【００１５】図において、駆動軸１０には誘導ロータ７
が一定の空隙を設けて同軸状に固定されている。駆動軸
１０と誘導ロータ７とによって形成された空隙部には、
軸受２０ｂ、２０ｃによって駆動軸１０に回転自在に支
持された有底円筒状のマグネットロータ４０が挿通され
ている。マグネットロータ４０の前記空隙部に挿通され
る部分の外周には永久磁石１１が帯状に配置されている
。In the figure, the drive shaft 10 includes an induction rotor 7.
are fixed coaxially with a certain gap. In the gap formed by the drive shaft 10 and the induction rotor 7,
A bottomed cylindrical magnet rotor 40 rotatably supported by the drive shaft 10 by bearings 20b and 20c is inserted therethrough. Permanent magnets 11 are arranged in a strip shape around the outer periphery of the portion of the magnet rotor 40 that is inserted into the gap.
【００１６】誘導ロータ７の周囲には、界磁コイル８を
有するステータ１７が予定の間隙を設けて配置され、ス
テータ１７はフレーム１６に保持されている。駆動軸１
０の一端は軸受２０ａによってブラケット１５に保持さ
れ、マグネットロータ４０の一端は軸受２０ｄによって
ブラケット１４に保持されている。A stator 17 having a field coil 8 is arranged around the induction rotor 7 with a predetermined gap, and the stator 17 is held by a frame 16. Drive shaft 1
One end of the magnet rotor 40 is held by the bracket 15 by a bearing 20a, and one end of the magnet rotor 40 is held by the bracket 14 by a bearing 20d.
【００１７】駆動軸１０の後端部では、その円周上に永
久磁石４３が配置され、マグネットロータ４０の前記永
久磁石４３と対向する部分には、その円周上に永久磁石
４２が配置され、両者がマグネットカップリング５０を
構成している。A permanent magnet 43 is arranged on the circumference of the rear end of the drive shaft 10, and a permanent magnet 42 is arranged on the circumference of the magnet rotor 40 at a portion facing the permanent magnet 43. , both constitute a magnetic coupling 50.
【００１８】図２は、前記マグネットカップリング５０
の構成を示した断面図であり、前記と同一の符号は同一
または同等部分を表している。FIG. 2 shows the magnetic coupling 50.
FIG. 2 is a sectional view showing the configuration of FIG.
【００１９】図において、マグネットロータ４０の内表
面には、永久磁石４２ａが、互いに隣接する永久磁石が
異極となるように埋込み配置されている。一方、駆動軸
１０の外表面には、前記マグネットロータ４０の永久磁
石４２ａと対向する位置関係で、永久磁石４３ａが、互
いに隣接する永久磁石が異極となるように埋込み配置さ
れている。In the figure, permanent magnets 42a are embedded in the inner surface of a magnet rotor 40 so that adjacent permanent magnets have different polarities. On the other hand, permanent magnets 43a are embedded in the outer surface of the drive shaft 10 so as to face the permanent magnets 42a of the magnet rotor 40, such that adjacent permanent magnets have different polarities.
【００２０】図３は、マグネットカップリングの他の構
成を示した断面図であり、前記と同一の符号は同一また
は同等部分を表している。FIG. 3 is a sectional view showing another configuration of the magnetic coupling, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts.
【００２１】図において、マグネットロータ４０の内表
面にはリング状の永久磁石４２ｂが配置されている。一
方、駆動軸１０の外表面にはリング状の永久磁石４３ｂ
が配置されている。各リング状の永久磁石４２ｂ、４３
ｂのそれぞれの周上は、Ｓ極、Ｎ極が交互に形成される
ように磁化されている。In the figure, a ring-shaped permanent magnet 42b is arranged on the inner surface of the magnet rotor 40. On the other hand, a ring-shaped permanent magnet 43b is attached to the outer surface of the drive shaft 10.
is located. Each ring-shaped permanent magnet 42b, 43
The circumference of each part b is magnetized so that S poles and N poles are alternately formed.
【００２２】なお、上記したマグネットカップリングの
構成では、隣接する永久磁石は異極となり、各永久磁石
は対向する永久磁石とそれぞれ吸引、反発するものとし
て説明したが、隣接する永久磁石を同極とし、全ての永
久磁石が対向する永久磁石と吸引あるいは反発するよう
にしても良い。[0022] In the configuration of the magnetic coupling described above, it has been explained that the adjacent permanent magnets have different polarities, and each permanent magnet attracts and repels the opposing permanent magnet, respectively. In this case, all the permanent magnets may be attracted to or repelled by the opposing permanent magnet.
【００２３】このような構成の誘導モータにおいて、ス
テータ１７の界磁コイル８が励磁されて回転磁界が発生
すると、マグネットロータ４０が回転磁界に同期して回
転する。このとき、マグネットロータ４０の永久磁石１
１の影響により、回転磁界が強められると共に、誘導ロ
ータ７表面と回転磁界とのなす角度が大きくなるので、
回転磁界の半径方向成分が大きくなってトルクが向上す
る。In the induction motor configured as described above, when the field coil 8 of the stator 17 is excited and a rotating magnetic field is generated, the magnet rotor 40 rotates in synchronization with the rotating magnetic field. At this time, the permanent magnet 1 of the magnet rotor 40
Due to the influence of 1, the rotating magnetic field is strengthened and the angle between the surface of the induction rotor 7 and the rotating magnetic field becomes larger.
The radial component of the rotating magnetic field increases, improving torque.
【００２４】誘導ロータ７の表面には前記回転磁界によ
って誘導電流が生じ、回転磁界と誘導電流との相互作用
により、誘導ロータ７すなわち駆動軸１０は回転磁界に
対して予定のすべりを持って回転する。An induced current is generated on the surface of the induction rotor 7 by the rotating magnetic field, and due to the interaction between the rotating magnetic field and the induced current, the induction rotor 7, that is, the drive shaft 10, rotates with a predetermined slip with respect to the rotating magnetic field. do.
【００２５】マグネットロータ４０と駆動軸１０とはマ
グネットカップリング５０によって接続されているので
、マグネットロータ４０が回転すると、そのトルクの一
部がマグネットカップリング５０を介して駆動軸１０に
伝達され、駆動軸１０の回転トルクがさらに向上する。Since the magnet rotor 40 and the drive shaft 10 are connected by the magnetic coupling 50, when the magnet rotor 40 rotates, a portion of its torque is transmitted to the drive shaft 10 via the magnetic coupling 50. The rotational torque of the drive shaft 10 is further improved.
【００２６】このように、本実施例によれば、マグネッ
トロータ４０の永久磁石１１によって回転磁界が強めら
、かつ回転磁界の半径方向成分が大きくなるばかりか、
マグネットロータ４０のトルクの一部がマグネットカッ
プリング５０を介して駆動軸１０に伝達されるので、誘
導モータのトルクが格段に向上する。As described above, according to this embodiment, the rotating magnetic field is not only strengthened by the permanent magnets 11 of the magnet rotor 40, but also the radial component of the rotating magnetic field becomes large.
Since a portion of the torque of the magnet rotor 40 is transmitted to the drive shaft 10 via the magnetic coupling 50, the torque of the induction motor is significantly improved.
【００２７】図４は本発明の第２実施例である誘導モー
タの縦断面図であり、前記と同一の符号は同一または同
等部分を表している。本実施例は、マグネットロータ４
０と駆動軸１０とがビスカスカップリング５１を介して
接続されている点に特徴がある。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an induction motor according to a second embodiment of the present invention, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts. In this embodiment, the magnet rotor 4
0 and the drive shaft 10 are connected via a viscous coupling 51.
【００２８】図において、マグネットロータ４０の一端
にはオイルシール７０によってシールされたハウジング
４０ａが形成され、ハウジング４０ａ内には、マグネッ
トロータ４０の内表面に設けられた複数のアウタープレ
ート５１ａ、駆動軸１０の外周上に前記各アウタープレ
ート５１ａを挟み込むように設けられたインナープレー
ト５１ｂが収納され、ハウジング４０ａ内にはシリコン
オイルなどの粘性流体が充填されている。In the figure, a housing 40a sealed by an oil seal 70 is formed at one end of the magnet rotor 40, and inside the housing 40a are a plurality of outer plates 51a provided on the inner surface of the magnet rotor 40, and a drive shaft. An inner plate 51b is housed on the outer periphery of the housing 10 so as to sandwich each of the outer plates 51a, and the housing 40a is filled with a viscous fluid such as silicone oil.
【００２９】このような構成において、マグネットロー
タ４０が回転してアウタープレート５１ａが回転すると
、粘性流体を介して駆動軸１０のインナープレート５１
ｂにトルクが伝達されるので、誘導モータのトルクが向
上する。In such a configuration, when the magnet rotor 40 rotates and the outer plate 51a rotates, the inner plate 51 of the drive shaft 10 is rotated through the viscous fluid.
Since torque is transmitted to b, the torque of the induction motor is improved.
【００３０】図５は本発明の第３実施例である誘導モー
タの縦断面図であり、前記と同一の符号は同一または同
等部分を表している。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an induction motor according to a third embodiment of the present invention, and the same reference numerals as above represent the same or equivalent parts.
【００３１】本実施例では、マグネットロータ４０と駆
動軸１０とが遊星歯車機構５２を介して接続されている
。遊星歯車機構５２は、クラッチによって切り換え操作
されるプラネタリーギア５２ａ、５２ｂによって構成さ
れている。In this embodiment, the magnet rotor 40 and the drive shaft 10 are connected via a planetary gear mechanism 52. The planetary gear mechanism 52 includes planetary gears 52a and 52b that are switched and operated by a clutch.
【００３２】このような構成において、回転磁界の速度
とすべりとの関係に基づいてプラネタリーギアの結合比
を適宜に選択すれば、マグネットロータ４０の回転トル
クの一部が遊星歯車機構５２を介して駆動軸１０に伝達
されるので、誘導モータのトルクが向上する。In such a configuration, if the coupling ratio of the planetary gear is appropriately selected based on the relationship between the speed of the rotating magnetic field and the slip, a part of the rotational torque of the magnet rotor 40 can be transmitted through the planetary gear mechanism 52. Since the torque is transmitted to the drive shaft 10, the torque of the induction motor is improved.
【００３３】なお、上記した各実施例では、本発明をイ
ンナーロータ型誘導モータに適用して説明したが、本発
明はこれのみに限定されるものではなく、アウターロー
タ型誘導モータにも適用することができる。[0033] In each of the above embodiments, the present invention has been explained by applying it to an inner rotor type induction motor, but the present invention is not limited to this only, and can also be applied to an outer rotor type induction motor. be able to.
【００３４】[0034]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、マグネットロータの回転トルクの一部が駆動
軸１０に伝達されるので、誘導モータのトルクを向上さ
せることができるようになる。As is clear from the above description, according to the present invention, a part of the rotational torque of the magnet rotor is transmitted to the drive shaft 10, so that the torque of the induction motor can be improved. Become.
【図１】 本発明の一実施例である誘導モータの縦断
面図である。FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of an induction motor that is an embodiment of the present invention.
【図２】 マグネットカップリングの構成を示した図
である。FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a magnetic coupling.
【図３】 マグネットカップリングの他の構成を示し
た図である。FIG. 3 is a diagram showing another configuration of the magnetic coupling.
【図４】 本発明の第２実施例である誘導モータの縦
断面図である。FIG. 4 is a longitudinal sectional view of an induction motor according to a second embodiment of the present invention.
【図５】 本発明の第３実施例である誘導モータの縦
断面図である。FIG. 5 is a longitudinal sectional view of an induction motor according to a third embodiment of the present invention.
【図６】 従来の誘導モータの断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a conventional induction motor.
【図７】 図６の部分拡大図である。FIG. 7 is a partially enlarged view of FIG. 6.
【図８】 従来の誘導モータの断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a conventional induction motor.
【図９】 図８の部分拡大図である。FIG. 9 is a partially enlarged view of FIG. 8.
７…誘導ロータ、８…励起コイル、１０…駆動軸、１１
…永久磁石、１７…ステータ、４０…マグネットロータ
、５０…マグネットカップリング、５１…ビスカスカッ
プリング、５２…遊星歯車機構7... Induction rotor, 8... Excitation coil, 10... Drive shaft, 11
...Permanent magnet, 17...Stator, 40...Magnetic rotor, 50...Magnetic coupling, 51...Viscous coupling, 52...Planetary gear mechanism
Claims (4)
タ、および回転磁界を発生させるステータを備え、誘導
ロータが回転磁界に対して予定のすべりを持って回転す
る誘導モータにおいて、駆動軸と同軸状に回転自在に支
持され、前記回転磁界に同期して回転するマグネットロ
ータと、マグネットロータのトルクの一部を駆動軸に伝
達する継手手段とを具備したことを特徴とする誘導モー
タ。Claim 1. An induction motor comprising an induction rotor fixed coaxially with a drive shaft and a stator that generates a rotating magnetic field, and in which the induction rotor rotates with a predetermined slip with respect to the rotating magnetic field. An induction motor comprising: a magnet rotor that is rotatably supported coaxially and rotates in synchronization with the rotating magnetic field; and a coupling means that transmits part of the torque of the magnet rotor to a drive shaft.
グであることを特徴とする請求項１記載の誘導モータ。2. The induction motor according to claim 1, wherein the coupling means is a magnetic coupling.
であることを特徴とする請求項１記載の誘導モータ。3. The induction motor according to claim 1, wherein said coupling means is a viscous coupling.
特徴とする請求項１記載の誘導モータ。4. The induction motor according to claim 1, wherein the coupling means is a gear mechanism.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12651491A JPH04331445A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Induction motor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12651491A JPH04331445A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Induction motor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331445A true JPH04331445A (en) | 1992-11-19 |
Family
ID=14937095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12651491A Pending JPH04331445A (en) | 1991-05-01 | 1991-05-01 | Induction motor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04331445A (en) |
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