(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固定子鉄芯にコイルを巻回した固定子と、
前記回転軸に対して固定されたかご形回転子と、
前記固定子と前記かご形回転子が収納されるフレームと、からなる誘導電動機において、
前記かご形回転子は、円筒状の回転子鉄芯と、前記回転子鉄芯の外周部と両端部に配した導電材料と、回転磁性体と、を備え、前記回転子鉄芯の内周側に軸線方向に内径を違えて段が形成され、内径の大きい方を収納部とし、
前記回転磁性体は、軸受を介して回転摺動可能に前記回転軸に連結される回転体と、前記回転体の外周に配し周方向に沿って交互に異なる磁極に着磁された磁性円筒体と、を備え、前記収納部に合わせて前記磁性円筒体の軸線方向長さが、前記かご形回転子の軸線方向長さより短く形成され、前記収納部側の前記回転子鉄芯部分に前記回転磁性体の磁気的影響を受ける間隔で前記回転磁性体を前記収納部に収納したことを特徴とする誘導電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、典型的な従来技術の誘導電動機（以下、モータ）１の断面図である。図４を参照して、従来技術のモータ１の構成について説明する。モータ１は、固定子鉄芯（以下、鉄芯）２にコイル３が巻回された固定子４を有しており、固定子４はフレーム５内に収納される。固定子４の軸線方向両端には、フレーム５にリベット１２で一体に結合された軸受ハウジング６、７が配置されており、軸受ハウジング６、７には、軸受８、９が嵌合されて固定され、かご形回転子１０に同軸に装着されている金属製の回転軸１１を回転自在に支持している。
【０００３】
かご形回転子１０は、前記回転軸１１に軸受１３、１４を介して回転自在に連結されている着磁されていない磁性材料からなる円筒体１５と、円筒体１５の表面に周方向に沿って交互に異なる磁極に着磁された磁性円筒体１６と、前記回転軸１１に固定された回転子鉄芯１７と、回転子鉄芯１７に装着された銅、アルミニウムなどの導体材料からなる棒状などの形状を有する複数本のバー１８と、各バー１８の両端に固着されたエンドリング１９、２０と、エンドリング１９、２０にボルト２１、２２で固定され、回転子鉄芯１７、バー１８、エンドリング１９、２０を回転軸１１に対して固定するためのフレームリング２３、２４を備えている。
【０００４】
このような従来技術のモータ１の前記円筒体１５及び磁性円筒体１６は、回転軸１１に対して回転自在に設けられる。また、磁性円筒体１６の軸線方向の長さＬ１は、かご形回転子１０の回転子鉄芯１７の軸線方向長さＬ２と同一の長さに定められる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
このようなモータ１において、モータ１の電源となる商用交流電源を、モータ１に直接に接続した場合、前記磁性円筒体１６の外径及びかご形回転子１０の回転子鉄芯１７の内径を増大すると、効率及び力率は向上するが自己起動ができないという問題点を生じる。一方、前記磁性円筒体１６の外径及びかご形回転子１０の回転子鉄芯１７の内径を減少して、回転子鉄芯１７の厚みを増大すると、自己起動ができるようになるものの、効率及び力率が低下するという問題点を生じる。
【０００６】
即ち、従来のモータ１において、商用交流電源をモータ１に直接に接続する場合、前記効率及び力率と自己起動とのいずれかが犠牲になってしまい両立が困難になり、この点で使用性が低いという問題がある。
【０００７】
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、その目的は、効率及び力率を向上できると共に自己起動が可能になり、使用性を格段に向上することができる誘導電動機を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の誘導電動機は、固定子鉄芯にコイルを巻回した固定子と、前記回転軸に対して固定されたかご形回転子と、前記固定子と前記かご形回転子が収納されるフレームと、からなる誘導電動機において、前記かご形回転子は、円筒状の回転子鉄芯と、前記回転子鉄芯の外周部と両側面に配した導電材料と、回転磁性体と、を備え、前記回転子鉄芯の内周側に軸線方向に内径を違えて段が形成され、内径の大きい方を収納部とし、前記回転磁性体は、軸受を介して回転摺動可能に前記回転軸に連結される回転体と、前記回転体の外周に配し周方向に沿って交互に異なる磁極に着磁された磁性円筒体と、を備え、前記収納部に合わせて前記磁性円筒体の軸線方向長さが、前記かご形回転子の軸線方向長さより短く形成され、前記収納部側の前記回転子鉄芯部分に前記回転磁性体の磁気的影響を受ける間隔で前記回転磁性体を前記収納部に収納したことを特徴とする誘導電動機。
【０００９】
【作  用】
本発明の誘導電動機のかご形回転子の鉄芯内には、周方向に沿って交互に異なる磁極が着磁され、回転軸及びかご形回転子に対して共に回転自在であって、磁極の軸線方向長さがかご形回転子の軸線方向長さよりも短い回転磁性体が配置されている。これにより、かご形回転子には、前記回転磁性体からの磁界の影響を受けない鉄芯部分が生じる。
【００１０】
従って、本発明の誘導電動機では、この鉄芯部分が前記磁性体を備えていない通常の誘導電動機としての機能を実現するので、誘導電動機に商用交流電源を直接に接続した場合、本発明の誘導電動機は、前記鉄芯部分によって自己起動が可能になる。一方、本発明の誘導電動機が回転を開始した後では、かご形回転子を囲む固定子と前記回転磁性体とが磁気結合し誘導電動機の効率と力率とを向上させる。
【００１１】
即ち、誘導電動機の効率と力率とを向上させるために、かご形回転子の内径と回転磁性体の外径とを増大する場合でも、回転磁性体の磁気的影響を受けない鉄芯部分で自己起動が可能になり、誘導電動機の使用性を格段に向上することができる。
【００１２】
また、本発明の誘導電動機では、前記回転磁性体の磁気的影響を受けない鉄芯部分で自己起動が可能になるので、自己起動を可能にするためにかご形回転子の内径と回転磁性体の外径とを減少させる必要が解消されるため、誘導電動機の効率と力率との低下を可及的に抑制することができる。
【００１３】
また、本発明の誘導電動機では、前記回転磁性体の軸線方向長さは、かご形回転子の軸線方向長さよりも短く定められるので、誘導電動機に使用される磁性材料の量を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明の一実施例を示す図であり、図１は本実施例の誘導電動機（以下、モータ）３１の断面図であり、図２はモータ３１に設けられる回転磁性体の軸線方向から見た正面図であり、図３は回転磁性体の断面図である。
【００１５】
以下、図１を参照して、本実施例のモータ３１の全体の構成について説明する。モータ３１は、固定子鉄芯（以下、鉄芯）３２にコイル３３が巻回された固定子３４を有しており、固定子３４はフレーム３５内に収納される。固定子３４の軸線方向両端には、フレーム３５にリベット４２で一体に結合された軸受ハウジング３６、３７が配置されており、軸受ハウジング３６、３７には、軸受３８、３９が嵌合されて固定され、かご形回転子４０に同軸に装着されている直径Ｄ１の回転軸４１を回転自在に支持している。
【００１６】
かご形回転子４０は、前記回転軸４１に軸受４３、４４を介して回転自在に連結されている着磁されていない磁性材料からなる回転体４５と、回転体４５の表面に周方向に沿って交互に異なる磁極に着磁された磁性円筒体４６と、前記回転軸４１に固定され、軸線方向に沿う図１右方側端部で回転体４５を軸受５６で回転自在に支持する軸線方向長さＬ１１の回転子鉄芯４７と、回転子鉄芯４７に装着された銅、アルミニウムなどの導体材料からなる棒状などの形状を有する複数本のバー４８と、各バー４８の両端に固着されたエンドリング４９、５０と、バー４８の図１左方側のエンドリング４９にボルト５１で固定され、回転子鉄芯４７、バー４８、エンドリング４９を、バー４８の図１左方側で回転軸４１に対して固定するためのフレームリング５３とを備えている。前記回転体４５と磁性円筒体４６とが、回転磁性体５５を構成する。
【００１７】
回転軸４１のフレームリング５３と軸受４３との間には、軸受４３を位置決めして固定するための固定用パイプ６１が装着され、回転軸４１の軸受４４、３９の間には、軸受４４を位置決めして固定するための固定用パイプ６２が装着され、回転体４５の図１右方側端部付近には、軸受５６を固定するためのＣ型止め輪６３が設けられる。
【００１８】
以下、図２及び図３を併せて参照する。前記回転体４５は磁化しない磁性材料から形成され、回転軸４１の直径Ｄ１より大きな内径Ｄ２の内周部５７と、内周部５７の軸線方向両側に連続し、前記軸受４３、４４が収納される内径Ｄ３が
Ｄ３＞Ｄ２  ・・・（１）
の収納部５８、５９と、軸線方向長さＬ１２を有する円筒部６０とを有している。円筒部６０の軸線方向長さＬ１２は、かご形回転子４０の軸線方向長さＬ１１に対して、
Ｌ１１＞Ｌ１２  ・・・（２）
となるように短く選ばれる。また、前記収納部５９の外周には、前記Ｃ型止め輪６３が嵌合される溝５２が形成されている。
【００１９】
従って、かご形回転子４０の回転子鉄芯４７には、回転磁性体５５から発生する磁界の影響が及ばない図１に示す長さＬ１３の鉄芯部分６４が生じることになる。
【００２０】
前記磁性円筒体４６は、図２に示されるように、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁された６つの磁極領域を有する。このような磁極領域の形成法は、Ｎ極或いはＳ極に着磁された６個の磁性プレートＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｎ３、Ｓ３を磁極が交互になるように回転体４５に周方向に沿って接着剤で貼り付けるなどして固定することによって実現される。この磁性円筒体４６は外径Ｄ５を有する。
【００２１】
このような本実施例のモータ３１の固定子３４のコイル３３に商用交流電源を直接に接続した場合、固定子３４から発生する回転磁界によって、鉄芯部分６３に大きな誘導起電力を生じ、かご形回転子４０に自己起動可能な始動トルクを発生させることができる。
【００２２】
また、かご形回転子４０が回転されている場合、固定子３４からの回転磁界は、回転磁性体５５から発生している磁界との相乗作用で増大されるので、前記回転磁性体５５の外径Ｄ５及びかご形回転子４０の内径を増大することにより、モータ３１の効率及び力率が向上される。
【００２３】
以上のようにして、本実施例のモータ３１では、前記鉄芯部分６４が前記回転磁性体５５を備えていない通常の誘導電動機としての機能を実現するので、モータ３１に商用交流電源を直接に接続した場合、前記鉄芯部分６４によって自己起動が可能になる。一方、モータ３１が回転を開始した後では、かご形回転子４０を囲む固定子３４と前記回転磁性体５５とが磁気結合しモータ３１の効率と力率とを向上させる。
【００２４】
即ち、モータ３１の効率と力率とを向上させるために、かご形回転子４０の内径と回転磁性体５５の外径Ｄ５とを増大する場合でも、回転磁性体５５の磁気的影響を受けない鉄芯部分６４で自己起動が可能になり、モータ３１の使用性を格段に向上することができる。
【００２５】
また、本実施例のモータ３１では、前記回転磁性体５５の磁気的影響を受けない鉄芯部分６４で自己起動が可能になるので、自己起動を可能にするためにかご形回転子４０の内径と回転磁性体５５の外径Ｄ５とを減少させる必要が解消されるため、モータ３１の効率と力率との低下を可及的に抑制することができる。
【００２６】
また、本実施例のモータ３１では、前記回転磁性体５５の軸線方向長さＬ１２は、かご形回転子４０の軸線方向長さＬ１１よりも短く定められるので、モータ３１に使用される磁性材料の量を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【００２７】
本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の精神を逸脱しない範囲で広範な変形例を含むものである。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、誘導電動機のかご形回転子の鉄芯内には、周方向に沿って交互に異なる磁極が着磁され、回転軸及びかご形回転子に対して共に回転自在であって、軸線方向長さがかご形回転子の軸線方向長さよりも短い回転磁性体が配置されている。これにより、かご形回転子には、前記回転磁性体からの磁界の影響を受けない鉄芯部分が生じる。
【００２９】
従って、本発明の誘導電動機では、この鉄芯部分が前記磁性体を備えていない通常の誘導電動機としての機能を実現するので、誘導電動機に商用交流電源を直接に接続した場合、本発明の誘導電動機は、前記鉄芯部分によって自己起動が可能になる。一方、本発明の誘導電動機が回転を開始した後では、かご形回転子を囲む固定子と前記回転磁性体とが磁気結合し誘導電動機の効率と力率とを向上させる。
【００３０】
即ち、誘導電動機の効率と力率とを向上させるために、かご形回転子の内径と回転磁性体の外径とを増大する場合でも、回転磁性体の磁気的影響を受けない鉄芯部分で自己起動が可能になり、誘導電動機の使用性を格段に向上することができる。
【００３１】
また、本発明の誘導電動機では、前記回転磁性体の磁気的影響を受けない鉄芯部分で自己起動が可能になるので、自己起動を可能にするためにかご形回転子の内径と回転磁性体の外径とを減少させる必要が解消されるため、誘導電動機の効率と力率との低下を可及的に抑制することができる。
【００３２】
また、本発明の誘導電動機では、前記回転磁性体の軸線方向長さは、かご形回転子の軸線方向長さよりも短く定められるので、誘導電動機に使用される磁性材料の量を削減することができ、コストダウンを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例のモータ３１の断面図である。
【図２】モータ３１に設けられる回転磁性体５５の軸線方向から見た正面図である。
【図３】回転磁性体５５の断面図である。
【図４】従来技術のモータ１の断面図である。
【符号の説明】
３１  モータ
３２  固定子鉄芯
３３  コイル
３４  固定子
４０  かご形回転子
４５  回転体
４６  磁性円筒体
４７  回転子鉄芯
５５  回転磁性体
６４  鉄芯部分
Ｄ２  回転磁性体５５の内径
Ｄ５  回転磁性体５５の外径
Ｌ１１  回転子鉄芯４７の長さ
Ｌ１２  回転磁性体５５の長さ
【図１】
0004234824.tif 000002
【図２】
0004234824.tif 000003
【図３】
0004234824.tif 000004
【図４】
0004234824.tif 000005