(57)【要約】      （修正有）【課題】振動騒音を減らし、電動機操作効率を向上させる永久磁石式回転電動機を提供する。【解決手段】永久磁石式回転電動機２０は、固定子、回転子及び回転軸を設置する。該回転子は複数の回転子磁極２２１を成形し、各回転子磁極２２１は円弧表面２２３、及び円弧表面両側から伸びる第一、二傾斜段２２４，２２５を設置する。また回転子磁極に隣り合う第二傾斜段間２２５は切線段２２６で連接し凹陥空間２２７を形成する。複数の磁石は各回転子磁極内に設置し、且つ各磁石の両端部は二個の第二傾斜段２２５に近い箇所に設置する。各磁石中央部分は回転子中心箇所にむかって内向きに凹み、永久磁石式電動機全体が磁束量を減らして起電力波形を含む高調波成分を下げ、電動機の効率を向上させる。各回転子磁極上には複数の槽孔２４を設置する。【選択図】図２
0003164653.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石式回転電動機において、
環状主体部及び複数の固定子磁極を備え、各固定子磁極は該主体部内部に凸設し、各固定子磁極の内部には納置空間を形成する固定子と、
ほぼ円形の片体で、該納置空間内に設置し、各固定子磁極との間には空隙を備え、複数の回転子磁極を形成して各回転子磁極内に磁石を設置する回転子と、
円弧表面、及び円弧表面両側から伸びる第一、二傾斜段を設置し、隣り合う第二傾斜段の間は切線段で連接して凹陥空間を形成し、該第一傾斜段の傾斜率は第二傾斜段の傾斜率より小さい複数の回転子磁極と、
各回転子磁極内に設置し、且つ各両端部は、二個の第二傾斜段に近い箇所に設置する複数の磁石と、
各回転子磁極上に設置し、且つ該磁石箇所から固定子磁極箇所へ伸びる複数の槽孔と、
回転子の中心箇所に設置して回転子と連接して一体を形成する回転軸を含むことを特徴とする永久磁石式回転電動機。
【請求項２】
前記円弧表面形成の夾角がθで、回転子磁極の数をPとすると、（１２０/P）度≦θ≦（２００/P）度の条件を満たし、Pは偶数となることを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項３】
前記第二傾斜段は、磁石両端部と相互に平行であることを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項４】
前記各磁石中央部分は、回転子中心箇所へ内に凹み、平直部であり、また両側の両端部は外向きに拡張するか、もしくは回転子中心箇所へ内に凹み、且つ湾曲部であり、更に該湾曲部は回転子中心箇所へ外向きに突出し、両側の両端部は外へ拡張することを特徴とする請求項３記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項５】
前記回転子上は、複数の通気孔を設置することを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項６】
前記通気孔は、内部にリベット穴を穿設することを特徴とする請求項５記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項７】
前記各磁石中央部分は、回転子中心箇所へ内に凹み、V字型を形成するか、もしくは回転子中心箇所へ内に凹み円弧型を形成するか、もしくは各磁石が平直に形成することを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項８】
前記槽孔の幅は、最小の空隙より大きいことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項９】
前記槽孔の二端部は、それぞれ該磁石及び該固定子磁極との隙間が０.５ｍｍに等しいか、もしくは、それよりも大きいことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【請求項１０】
前記槽孔の数は、偶数個がよいことを特徴とする請求項１記載の永久磁石式回転電動機。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、永久磁石式回転電動機に関するもので、振動騒音を減らして電動機操作効率を向上させる永久磁石式回転電動機を提供する。
【背景技術】
【０００２】
現在、産業界に於いて、動力を提供して機械を駆動させる場合、回転、もしくはその他形式の運動を用い、その際、通常モーターを動力の来源とする。モーターは電気エネルギーもしくは磁力エネルギーを機械エネルギーに転換するため、各種工業、電気製品、輸送システム等装置で広く応用され、欠く事のできない設備となっている。
【０００３】
モーターは、およそ直流、交流、ブラシ付き、もしくはブラシレス等型式に分けられる。一般的に、モーターの構造は、回転子及び固定子から構成され、回転子及び固定子問の磁束分布によって回転子の回転運動が進み、回転運動が伝導された後、機械エネルギーが提供される。そのうち、磁石の磁性の特色を利用し、磁束を利用するものを永久磁石式モーターとする。永久磁石式モーターは、有限の空間内で比較的大きなトルク、機械エネルギーを形成し、精密度が高いことからも市場において注目を浴びている。
【０００４】
図１に示すのは、公知の永久磁石式モーター１０の構造指示図であり、それは回転子１１及び固定子１２を含む。該回転子１１には複数個の磁石１１１を設置し、また固定子１２は環状構造を形成する。更に内縁上には複数個の固定子磁極１２１が環設され、固定子磁極１２１にはコイルを巻き付け、回転子１１と固定子１２を相互に嵌合した後、回転子１１と固定子１２の間に空隙を形成する。コイルに通電すると、導磁性材質で製造した固定子磁極１２１が回転子１１の磁石
１１１によって互いに作用し、回転運動を発生する。該回転子１１は心軸１３を備えることで、回転子１１が回転運動する時、機械エネルギーを伝導して使用しやすくする。
【０００５】
そのうち、図１に示す回転子１１は複数の回転子磁極１１２を備え、図に示すとおり、四極モーターを例とする。故に四個の回転子磁極１１２を備え、且つ各回転子磁極１１２は円弧線表面１１３を備える。該円弧線表面１１３から回転子１１中心O１まで距離は、中心点１１３aから両側辺１１３b、１１３cにかけて徐々に短くなり、各円弧線表面１１３の間には凹槽１１４を備える。該円弧線表面１１３と固定子磁極１２１の隙間は最小で、凹槽１１４と固定子磁極１２１の隙間は最大である。そのため、相対して円弧線表面１１３の中心点１１３a附近の固定子磁極１２１aに磁束が集中(磁束A)し、磁性が抱合しやすく、固定子磁極１２１b、１２１cを通過する磁束(磁束B)が減り、固定子の巻線箇所の感知起電する起電力が落ちてしまう。この状況に於いて、固定子巻線箇所の感知起電する起電力を高めるためには、固定子巻線の巻き数を増やさなければならないが、固定子巻線の巻き数を増やすと、固定子巻線によって銅損が増し、それにより電動機の効率を十分に上げることができなくなる。
【０００６】
更に、公知の永久磁石式モーター１０は通電励起した時に構成される磁場が、ほぼ完全に磁石１１１と回転子外縁間の固定子磁極１２１部分によって低リアクタンスルートで電動機回転子を通過する通路となる。その磁場は直接電動機磁石の逆回転子回転方向部分に対して、強い消磁効果が働き、回転子磁極の磁場強度を弱め、回転子磁極磁場が非対称分布になってしまう。
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００７】
解決しようとする問題点は、振動騒音が発生しやすく、電動機操作効率が悪い点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案は、固定子、回転子及び回転軸を設置する。該回転子は複数の回転子磁極を成形し、各回転子磁極は円弧表面、及び円弧表面両側から伸びる第一、二傾斜段を設置する。また回転子磁極に隣り合う第二傾斜段間は切線段で連接し凹陥空間を形成する。複数の磁石は各回転子磁極内に設置し、且つ各磁石の両端部は二個の第二傾斜段に近い箇所に設置する。各磁石中央部分は回転子中心箇所にむかって内向きに凹み、永久磁石式電動機全体が磁束量を減らして起電力波形を含む高調波成分を下げ、電動機の効率を向上させる。各回転子磁極上には複数の槽孔を設置することを最も主要な特徴とする。
【考案の効果】
【０００９】
本考案の永久磁石式回転電動機は、振動騒音を減らし、電動機操作効率を向上させるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】公知一般の永久磁石式モーター内の回転子と固定子の構造指示図であるである。
【図２】本考案の永久磁石式電動機の回転子と固定子の構造指示図である。
【図３】本考案の回転子の構造指示図である。
【図４】本考案の回転子と固定子の部分拡大構造指示図である。
【図５】本考案の各磁石が異なる形式の構造指示図である。
【図６】本考案の各磁石が異なる形式の構造指示図である。
【図７】本考案の各磁石が異なる形式の構造指示図である。
【図８】本考案の各磁石が異なる形式の構造指示図である。
【図９】本考案の各磁石が異なる形式の構造指示図である。
【図１０】本考案の槽孔の拡大構造指示図である。
【図１１】本考案の永久磁石式電動機の回転子と固定子の別の構造指示図である。
【考案を実施するための形態】
【００１１】
振動騒音を減らし、電動機操作効率を向上させる永久磁石式回転電動機を提供することを本考案の主な目的とする。
【００１２】
本考案の永久磁石式電動機は固定子、回転子及び回転軸を設置する。該回転子は、複数の回転子磁極を成形し、各回転子磁極には円弧表面、及び円弧表面の両側へ伸びる第一、二傾斜段を設置する。また隣り合う回転子磁極の第二傾斜段の間は、切線段で連接し凹陥空間を形成する。複数の磁石は各回転子磁極内に設置し、且つ各磁石の両端部は二個の第二傾斜段に近い箇所に設置する。
【００１３】
そのうち、各回転子磁極上に複数の槽孔(偶数個がよい)を設置する。回転子磁極内に平行に設置した磁石は回転子を逆に回転させて磁場分量を下げてしまうことを防ぎ、電動機に重い負荷がかかった時、強すぎる電気子反作用を形成せずに磁場を下げ、回転子磁極の磁場強度を過度に弱めず、電動機操作効率を高める。その他、複数個の槽孔の設置によって、各回転子磁極の回転慣性量を減らし、電動機回転子が高速回転した時、各回転子の磁極が発する遠心力量を減らし、振動騒音も減らす。
【実施例】
【００１４】
本考案は、主に一般の永久磁石式電動機内の回転子を改善したもので、図２から図４に示すとおり、該永久磁石式電動機２０は、固定子２１、回転子２２及び回転軸２３を含む。そのうち、
【００１５】
該固定子２１は、環状主体部２１１及び複数の固定子磁極２１２を備え、各固定子磁極２１２は該主体部２１１内部に凸設し、各固定子磁極２１２内には納置空間２１３を形成する。
【００１６】
該回転子２２は、該納置空間２１３内に設置し、各固定子磁極２１２の間に空隙を備え、該回転子２２は複数の回転子磁極２２１を形成し、各回転子磁極２２１内に磁石２２２を設置する。
【００１７】
複数の回転子磁極２２１の数量は偶数で設置し、本実施例では四極モーターを例にする。そのため、四個の回転子磁極２２１を備える。各回転子磁極２２１には円弧表面２２３及び円弧表面２２３両側に外向き伸びる第一、二傾斜段２２４、２２５を設置し、隣り合う第二傾斜段２２５の間は切線段２２６で連接して凹陥空間２２７を構成する。
【００１８】
複数の磁石２２２は、各回転子磁極２２１内に設置し、且つ各磁石２２２の両端部２２２a、２２２bは二個の第二傾斜段２２５に近い箇所に設置し、各磁石２２２中央部分は回転子２２中心箇所O２に向きに内に向かって凹むV字型を形成する。当然、各磁石は異なる形式でもよく、図５に示すとおり、各磁石２２２中央部分は回転子２２中心箇所O２で内向きに凹む円弧形でもよく、また図６のように、各回転子磁極２２１内に一個以上の磁石２２２を設置してもよい。更に、図７に示すとおり、各磁石２２２中央部分は回転子２２中心箇所O２に向かって内側に凹み、且つ該磁石２２２中央部分は平直部２２２cで、両側の両端部２２２a、２２２bは、外に向かって拡張してもよい。また、図８に示すとおり、各磁石２２２中央部分は回転子２２中心箇所O２に向かって内側に凹み、且つ該磁石２２２中央部分は湾曲部２２２dで、該湾曲部２２２dは回転子２２中心箇所O２向きに突出し、両側の両端部２２２a、２２２bは外向きに拡張する。更に図９に示すとおり、各磁石２２２がすべて平直でもよい。
【００１９】
複数の槽孔２４は各回転子磁極２２１上に設置する。該槽孔２４の数は偶数がよい。更に該磁石２２２の箇所は固定子磁極２１２に向かって伸びる。図１０に示すとおり、該槽孔２４の幅(w)は最小空隙(g)より大きく、即ちw＞gと表す。該槽孔２４両端部はそれぞれ該磁石２２２及び該固定子磁極２１２との間距(h１、h２)が０.５mmに等しいか、もしくはそれよりも大きい。当然、各槽孔の外型は、上述の各種異なる型式の磁石でもよく、直線もしくは曲線もしくは直線及び曲線が同時に形成されても良い。
【００２０】
回転軸２３は、回転子２２の中心箇所O２に設置し、回転子２２と連接して一体にする。
【００２１】
そのうち、該第一傾斜段２２４の傾斜率は、第二傾斜段２２５の傾斜率より小さく、また第二傾斜段２２５は磁石両端部２２２a、２２２bと相互に平行で、円弧表面２２３を回転子２２の中心箇所O２の距離(D１)と同じである。また第一傾斜段２２４の回転子２２の中心箇所O２までの距離(D２)は、円弧表面２２３が第二傾斜段２２５へ向かってやや増え、また二傾斜段２２５から回転子２２の中心箇所O２までの距離(D３)は、第一傾斜段２２４から切線段２２６へ徐々に増えていく。そのため、回転子磁極２２１から回転子２２の中心箇所O２までの距離は円弧表面２２３(D１)から切線段２２６(D４)へ向かって徐々に増える。各円弧表面２２３で形成される夾角をθとして、回転子磁極の数量をPとした場合、それは（１２０/P）度≦θ≦（２００/P）度の条件を満たす。本実施例では該回転子磁極の数は４であるため、３０度≦θ≦５０度である。
【００２２】
更に、該回転子２２上は更に複数の通気孔２２８を設置し、そこにリベット穴２２９を穿設してもよく、回転子２２の構造強度を高めるか、もしくはリベット穴を穿設しないで各通気孔２２８の空洞状態のままにしておけば、回転子の回転慣性量を減らし、放熱作用を備える。勿論、本考案は図２のように分布巻きつけ方式，もしくは図１１に示す集中的に巻きつける方式でもよい。
【００２３】
本考案は公知の電動機構造と比較して以下の利点がある。
本考案回転子の円弧表面は、回転子中心の距離と同じであるため、磁束が集中しない。
【００２４】
各回転子間に形成した凹陥空間について、回転子中心との距離が、円弧表面から切線段に向かって徐々に増加することで、磁束量が減り、起電力波形を含む高調波成分が下がり、電動機の効率を高める。
【００２５】
複数の槽孔の設置によって、回転子磁極内に平行に設置した磁石が、回転子を逆回転させて磁場を下げるのを減らし、電動機が重い負荷操作をする時でも強すぎる電気子反作用を形成せずに磁場を下げ，回転子極磁場の強度が過度に下がることがなく、電動機操作効率を高める。
【００２６】
複数個の槽孔の設置が，各回転子磁極の回転慣性量を減らし、電動機回転子が高速回転した時、各回転子磁極が発する遠心力量を下げ、振動騒音を減らす。
【００２７】
回転子上に設置した複数の通気孔によって、回転子の回転慣性量が減り、放熱効果を形成する。
【００２８】
各通気孔にリベット穴を穿設することで、回転子の構造強度を高める。
【００２９】
本考案の技術内容及び技術的特徴は、上述のとおりであるが、当領域に習熟した者が本考案の提示に基づき、考案精神から乖離しない各種入替修飾を実施するかもしれない。拠って、本考案の保護範囲は、実施例に制限されず、本考案から乖離しない各種入替及び修飾も含み、以下の請求項に属するものとする。
【符号の説明】
【００３０】
１０        永久磁石式モーター
１１        回転子
１１１        磁石
１１２        回転子磁極
１１３        円弧線表面
１１３ａ      中心点
１１３ｂ      側辺
１１３ｃ      側辺
１１４        凹槽
１２        固定子
１２１        固定子磁極
１２１ａ      固定子磁極
１２１ｂ      固定子磁極
１２１ｃ      固定子磁極
１３        心軸
２０        永久磁石式電動機
２１        固定子
２１１        環状主体部
２１２        固定子磁極
２１３        納置空間
２２        回転子
２２１        回転子磁極
２２２        磁石
２２２ａ      端部
２２２ｂ      端部
２２２ｃ      平直部
２２２ｄ      湾曲部
２２３        円弧表面
２２４        第一傾斜段
２２５        第二傾斜段
２２６        切線段
２２７        凹陥空間
２２８        通気孔
２２９        リベット穴
２３        回転軸
２４        槽孔
【図１】
0003164653.tif 000003
【図２】
0003164653.tif 000004
【図３】
0003164653.tif 000005
【図４】
0003164653.tif 000006
【図５】
0003164653.tif 000007
【図６】
0003164653.tif 000008
【図７】
0003164653.tif 000009
【図８】
0003164653.tif 000010
【図９】
0003164653.tif 000011
【図１０】
0003164653.tif 000012
【図１１】
0003164653.tif 000013