JPS59230453A - 軸方向空隙形誘導電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 一般産業用機械、例えばロボットや工業用ミシン、工作
機械などには制御性の良好な電動機が必要で、特に起動
、停止を頻繁に行い、停止精度を必要とする場合には、
低慣性の回転子を有する電動機が使用さ扛る。本発明は
、この用途に用いられる軸方向空隙形誘導電動機に関す
るものである。

従来例の構成とその問題点 上記の用途には普通直流無鉄心電機子を有する電動機（
ＤＣコアレス電動機）が使用されており、すぐれた制御
性ケ有しているが、整流子、ブラシという磨耗部分勿有
しているので、保守上時映があり、いわゆるブラシレス
電動機が要望されている。ブラシレス電動機には、同期
電動機、誘導電動機があるが、回転子を無鉄心とし、給
電のためのスリップリングなど必要としない構造として
は、誘導電動機で無鉄心回転子構造のものがある。第１
図は、本形式の電動機の一般的構造紫示すもので、１，
１′は環状に巻いた巻鉄心で、固定子巻線２を施し、回
転磁界を発生する作用をなし、一対ケ対向して配置し、
その空隙面に、導電性良好なる金属（銅、アルミニウム
等）を円盤上に別工した回転子３？介在せしめ、軸４よ
り回転力をと９出す構成となっている。

しかし、上記構造の電動機においては、両固定子間の空
隙が、回転子３の厚さによって決まり、回転子３の抵抗
を減らし、トルクを向上せしめようとすれば必然的に回
転子３の厚さが厚くなり、空隙長が増して、空隙アンペ
ア−ターンが増大し電動機の励磁電流が増大し、力率が
悪く、特性の劣化を招くことになる。従って、回転子３
の厚さを出来るだけ薄くし、抵抗を大にしない方法とし
て、回転子の内、外周にエンドリングを数句ける方法が
提案されている。

しかし、この方法の場合、空隙部の厚さが一様であるの
で、内側の方の強度が弱く、又分布抵抗も面積が外側よ
り小なので高くなる欠点があった。

発明の目的 本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、強度
と抵抗の問題点を解決するものである。

発明の構成 本発明は、回転子の形状が一様な板厚でなく、内、外周
エンドリング部が空隙部板厚より厚く、かつ、空隙面部
では板厚が外周側で薄く、内周側で厚く、楔状の断面を
有するよう形成し、また、固定子間の空隙は外周側が狭
く、内周側が若干広くなるよう形成したものである。

実施例の説明 以下、本発明の実施例を第２図〜第５図を参照して説明
する。なお、上記従来の構成と同一構成部品は同一番号
ケ符して説明する。

第２図、第３図は回転子を示すもので、導電性の良好な
る金属円板よりなる回転子６の空隙面部６は楔状の断面
形状に形成している。すなわち、外周部は薄く、内周部
は厚く形成している。なお、内外周部のエンドリング部
７，８は内周側より外周側は少し大きくなる断面に形成
するとブレーキ機能上も都合がよい。エンドリング部７
，８の厚さは空隙面部６より若干厚くする。その寸法は
、実験により最適のものを決める。９は通風孔である。

以上の回転子５の構造から、必然的に、固定子間の空隙
も外周部より内周部は犬にする。第４図に相互の関係図
を示す。このような構造の固定子は巻鉄心１０を変形さ
せることによって容易に製造できる。

本構造の回転子６に機械的ブレーキケがける場合には、
外側のエンドリング面をブレーキ面としで活用すること
ができる。１１はブレーキであって、外周エンドリング
部８をしめつけることによって制動力が得られるいわゆ
るディスクブレーキである。

回転子６の空隙面部６の断面寸法例ケ第３図ケ参照して
説明する。内周部の半径及び厚さ、外周部の半径及厚さ
をそれぞれｒ　１．　Ｌ　１．　ｒ　２　ｒ　ｊ　２と
すれば、電流が第５図のように放射状に流れ、扇形のル
ープを描くと仮想すれば、断面積比を同一にすると考え
て、ｒ１／ｒ２−ｔ２／１１なる関係にする。

１例として、ｒ　　＝５０ｍｍ、ｒ２＝＝８０胴、ｔ２
二１胴とすれば、ｔ１＝−Ｘ　１　＝　１．６胴とする
。

５゜ 又、エンドリング部７，８の寸法は、実験によって決め
るべきであるが、あまり厚くすると慣性が大きくなり、
又、素材の寸法（厚さ）も大きくなるので 厚さは２ｔ１〜３　ｔ２＝　３．２〜３位とする。

巾は　内側≦外側　５ｔ１〜６ｔ２＝８〜６咽Ｗ１＋５
聴　Ｗ２−８叫位とする。

又、ディスクブレーキの摩擦材としては、導体（例えば
銅）になじみよく摩耗の少い材料を択ぶ。

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、下記の
効果を奏する。

１）回転子ディスクの内側板厚が外側板厚より厚くなっ
ているので強度上有利である。

２）一様な板厚の場合に比べ、回転子抵抗を下げること
ができ、電流密度、従って温度上昇が一様になる。

３）外側エンドリング部を機械的ブレーキの摩擦面とし
て利用できるので、ブレーキ付構造が簡単になる。

４ン綜合的効果として、空隙部の回転子の板厚１１力薄
くできるので、電動機の励磁アンペア−ターンが減少し
、励磁電流が減少し、力率が向上する。又同時に、エン
ドリング効果により回転子抵抗が相対的に低下するので
、回転子ディスクに電流が流れ易くトルクが下らず、出
力が低下しない。また、上記効果により回転子の強度を
下げず電動機の効率を通常の回転子構造の電動機より犬
１”１１　（数士係）に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の二固定尺の軸方向空隙形誘導電動機の断
面図、第２図（ａ）　、　（ｂ）は本発明の電動機の回
転子構造を示す正面図および断面図、第３図は同要部の
拡大断面図、第４図は本発明の電動機の全体構造を示す
断面図、第５図は回転子に流れる電流通路の仮想図であ
る。 ２・・・・・・固定子巻線、６・・・・・・回転子、６
・・・・・・空隙面部、７・・・・・・内側エンドリン
グ、８・・・・・外側エンドリング、１ｏ・・・・・・
巻鉄心。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第　
３　図 第　４　図 第５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状の巻鉄心に巻線を施し、軸方向の空隙を弁し
   て対向配置した２個の固定子と、その空隙面（一回転自
   在に装備した導電性の良好なる金属円板より成る回転子
   とを備え、前記回転子は、内、外周エンドリング部が空
   隙部板厚より厚く、かつ空隙面部では板厚が外周側で薄
   く、内周側で厚く、楔状の断面ケ有するよう形成し、一
   方、内固定子間の空隙は、外周側が狭く、内周側が若干
   広くなるよう形成した軸方向空隙形誘導電動機。
2. （２）外周エンドリング部を機械的ブレーキの摺動面と
   して構成した特許請求の範囲第１項記載の軸方向空隙形
   誘導電動機。