JP4043665B2 - 自己始動形永久磁石式同期電動機 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍冷蔵機器用および空調機器用の電動圧縮機や一般産業用に使用される自己始動形永久磁石式同期電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自己始動形永久磁石式同期電動機は始動時には回転子の始動用かご形導体により誘導電動機として作動し、回転子が同期速度付近に達すると永久磁石による回転子磁極が回転子巻線が作る同期速度で回る回転磁界に引き込まれて同期運転を行うものであるが、定速度運転性および高効率性等優れた性能を有している。特に電動機の回転子構造についてはさまざまな改良が施されてきた。
【０００３】
従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の一例は特公昭６３−２０１０５号公報に示されているものがある。以下、図１４および図１５を参照しながら上記従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子について説明する。
【０００４】
図１４は自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図であり、図１５は図１４のＡ−Ａ’に沿って断面した径方向断面図である。図１４および図１５において、１は回転子、２は積層電磁鋼板よりなる回転子鉄心である。３は導体バーであり、その両端は短絡環４と接続されて始動用かご形導体を形成している。また５は永久磁石であり、回転子鉄心に埋め込まれて４極の回転子磁極を形成している。６は隣り合う異極の永久磁石間の磁束短絡を防ぐための磁束短絡防止用スリットである。また７は端板であり、回転子鉄心の軸方向の両端面に配置されて、８のボルトで回転子鉄心２に固定され永久磁石５の脱落を防止する構成となっている。また９は回転子１を装着した軸である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成は、端板を複数のボルトを使用して回転子鉄心に取り付ける構成としているため、その材料費や組み立ての工数がかかり、電動機のコストを押し上げる要因になるという課題があった。
【０００６】
本発明は従来の課題を解決するもので、ボルトを使用せずに簡単に端板を取り付けることにより材料費が安く且つ組み立てが簡単に行える安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供することを目的とする。
【０００７】
始動用かご形導体と端板固定用の突起部をアルミダイカストで同時成型し、前記突起部に端板の嵌合穴を嵌合した後、突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に固定したものでは、ボルトを使用せずに簡単に端板を取り付けることができるので、材料費が安くなり且つ組み立てが簡単に行える。
【０００８】
また、回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆われるような構成としたものでは、端板固定用の突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に取り付ける作業は片側だけでよく、組み立てがさらに簡単に行える。
【０００９】
さらに、回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆われ、且つ前記端板に設けた突起部を回転子鉄心の穴Ａに嵌合するような構成としたものでは、端板の位置決めを容易に行うことができるとともに、アルミダイカスト時の高圧のアルミの湯流れに対しても端板の位置がずれることがなくなる。
【００１０】
また、回転子鉄心の片方の軸方向端部の電磁鋼板Ｂには永久磁石埋設用穴を設けない構成としたものでは、当該側の端板は不要となり端板は他方側の１枚で済むので材料費や組み立て工数を大幅に低減することができる。
【００１１】
さらに、前記電磁鋼板Ｂの永久磁石と当接する箇所に突起部を設けたものでは、永久磁石は電磁鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置決めをされることとなり、前記永久磁石の裏表の異極間の電磁鋼板Ｂを介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を向上させることができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は端板の外周に設けた凸部と短絡環の内周に設けた凹部とを嵌合させるように構成し、前記短絡環の凹部の周辺を軸方向に押圧変形させることにより、端板を回転子鉄心の端面に固定させたものであり、このことにより端板を容易に取り付けることができる。
【００１３】
なお、さらに本発明は永久磁石を希土類磁石で形成したものであり、このことにより強い磁力が得られるので、回転子や電動機全体を小型軽量化することができる。
【００１４】
なお、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものであって、前記回転子鉄心の永久磁石埋設用穴の内側に軸方向の穴Ａを設け、前記始動用かご形導体と同時にアルミダイカストで前記穴Ａを充填し、且つ前記穴Ａの回転子鉄心の端面から軸方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記端板を回転子鉄心の両端面に固定したものでは、このことにより安価な材料で且つ簡単に端板を取り付けることができる。
【００１５】
なお、さらに、回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆われるものでは、これにより端板固定用の突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に固定する作業は片側だけでよくなるので、組み立て工数を低減できる。
【００１６】
なお、さらに、短絡環で覆われる側の端板に回転子鉄心の穴Ａに嵌合するような突起部を設けたものでは、端板の位置決めを簡単に且つ正確に位置固定することができる。
【００１７】
なお、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものであって、前記回転子鉄心の片方の軸方向端部の１枚または複数枚の電磁鋼板Ｂには永久磁石埋設用穴を設けない構成とするとともに、前記回転子鉄心の永久磁石埋設用穴の内側に軸方向の穴Ａを設け、前記始動用かご形導体と同時にアルミダイカストで前記穴Ａを充填し、且つ穴Ａの回転子鉄心の電磁鋼板Ｂとは反対側の端面から軸方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記端板を回転子鉄心の端面に固定したものでは、このことにより端板は１枚で済むので材料費や組み立て工数を大幅に低減することができる。
【００１８】
なお、さらに、電磁鋼板Ｂの永久磁石と当接する箇所に永久磁石側に突出する突起部を設けたものでは、永久磁石は電磁鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置決めをされることとなり、前記永久磁石の裏表の異極間の電磁鋼板Ｂを介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものにおいて、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が嵌合するような凹部を設けて前記端板を嵌合した後、前記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このことにより端板を容易に取り付けることができ組み立て工数を低減することができるという作用を有する。
【００２０】
なお、上記において、永久磁石を希土類磁石で形成したものでは、このことにより強い磁力が得られるので、回転子や電動機全体を小型軽量化することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明による自己始動形永久磁石式同期電動機の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、参考例についても説明する。従来と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また固定子は一般的な自己始動形永久磁石式同期電動機と同等の構成であるため固定子についての説明も省略する。
【００２２】
（参考例１）
図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の参考例１による自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図であり、図２は図１の径方向断面図である。また図３は端板の平面図である。図１および図２において、１は回転子で２は積層電磁鋼板よりなる回転子鉄心である。３は導体バーであり、回転子鉄心２の軸方向の両端に位置する短絡環４とアルミダイカストで一体成型されて始動用かご形導体を形成している。５は永久磁石であり同極性の２個の平板状の永久磁石５を山形状に突き合わせるように配置して１極の回転子磁極を形成しており、回転子全体では２極の回転子磁極が形成されている。また、７は隣り合う異極の永久磁石間の磁束短絡を防ぐための磁束短絡防止用バリアでありこれもアルミダイカストで充填されている。８は永久磁石５の保護用の非磁性材料からなる端板であり、嵌合用の穴８ａを設けてある。９は回転子鉄心２の軸方向に設けられた穴Ａであり、この中は始動用かご形導体とアルミダイカストで同時成型されたアルミ１０で充填されており、且つアルミ１０は回転子鉄心２の軸方向両端面から軸方向に突出して突起部１０ａを形成している。端板８は嵌合穴８ａを前記突起部１０ａに嵌合した後、その先端を破線で示すように押圧拡大して前記端板８を回転子鉄心２の端面に固定している。
【００２３】
以上のように本参考例の自己始動形永久磁石式同期電動機は回転子１の端板８を固定するための突起部１０ａが始動用かご形導体とアルミダイカストで一体成型され、且つ前記突起部１０ａの先端を押圧拡大するだけで端板８を回転子鉄心２の端面に固定する構成にしているので、従来例のようなボルト固定に比べて材料費が安く且つ組み立て工数が大幅に低減でき安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供することができる。
【００２４】
（参考例２）
図４から図６を用いて説明する。図４は本発明の参考例２における自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図である。また図５は図４における端板１２の平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ’に沿って断面した断面図である。図４において短絡環４ａは端板１２を覆うように形成されている。このことにより端板１２は始動用かご形導体を形成するアルミダイカストで一体的に回転子鉄心２の端面に固定される。また図５および図６において端板１２には２個の突起部１２ａを設けるとともに前記突起部１２ａには中央部に穴１２ｂを設けてある。前記端板１２はアルミダイカスト前に回転子鉄心２の端部の穴Ａ９に端板１２の突起部１２ａを圧入嵌合して固定させてあり、端板１２の位置決めをするとともに高圧でダイカストされるアルミの流れによっても端板１２の位置がずれることがなく正確に回転子鉄心２の端面に固定される。また、端板１２の突起部１２ａに設けた穴１２ｂによってアルミダイカスト時にアルミを端板８側から流入させた場合にもアルミが短絡環４ａに円滑に流れることになる。一方端板８は上記した参考例１の場合と同様に端板固定用の突起部１０ａに嵌合した後、前記突起部１０ａの先端を破線で示すように押圧拡大して回転子鉄心２の端面に固定される。
【００２５】
以上のように本参考例の自己始動形永久磁石式同期電動機は端板１２がアルミダイカストで一体的に回転子鉄心２に固定されるため、突起部１０ａを押圧拡大して端板を固定する作業は一方の端板８だけでよくなり、上記した参考例１の場合よりもさらに組み立て工数を低減できる。
【００２６】
（参考例３） 図７および図８を用いて説明する。図７は本発明の参考例３による自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図である。また、図８は図７における回転子鉄心の軸方向端部に位置する電磁鋼板の平面図である。図７および図８において、回転子鉄心２の軸方向端部に位置する電磁鋼板２０は他の位置の電磁鋼板と同じ形状で且つ同位置の導体バー用のスロット２１、磁束短絡防止用バリア穴２２、穴Ａ９および軸穴１０を備えているが永久磁石埋設用穴６は設けられていない。前記電磁鋼板２０はその他の電磁鋼板と同じコア金型で打抜かれるが、その際永久磁石埋設用穴６を打抜く歯金型は金型本体から自在に出し入れできるようになっているので、電磁鋼板２０を打抜くときに永久磁石埋設用穴６をあけないようにすることは容易にできる。従って回転子鉄心２は電磁鋼板２０を含めて一体的に容易に形成でき、これにアルミダイカストをすることにより始動用かご形導体を形成することができることとなる。
【００２７】
上記した回転子の構成をとっているために片方の端板は不要となり、且つ参考例２と同様に突起部１０ａを押圧拡大して端板を固定する作業は端板８の１枚だけでよくなり、材料費や組み立て工数をさらに低減することができる。
【００２８】
（参考例４）
図９および図１０を用いて説明する。図９は回転子鉄心の軸方向端部の電磁鋼板の平面図であり、図１０は回転子１の部分縦断面拡大図である。
【００２９】
図９および図１０において、２３は回転子鉄心１の軸方向端部に配設された電磁鋼板であり、２４は電磁鋼板２３の永久磁石５が当接する箇所に永久磁石５の側に突出させた突起部である。従って永久磁石５は前記電磁鋼板２３の突起部２４だけに当接して軸方向の位置決めをされることとなる。
【００３０】
このことにより、永久磁石５の裏表の異極間の電磁鋼板２３を介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を向上させることができる。なお、電磁鋼板２３はその他の電磁鋼板と同じコア金型で打抜かれるが、その際突起部２４を形成させる歯金型は金型本体から自在に出し入れできるようになっているので回転子鉄心２は電磁鋼板２３を含めて一体的に容易に形成することができる。
【００３１】
（実施例１）
図１１から図１３を用いて説明する。図１１は本実施例１による自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の完成時の軸方向断面図である。図１２は回転子の端板を固定する前の軸方向断面図であり、図１３は図１２の側面図である。図１２および図１３において端板３１は外周に凸部３１ａを設けるとともに、アルミダイカストで形成された短絡環３０の内周には前記端板３１の凸部３１ａと嵌合する凹部３０ａを設けてある。端板３１の凸部３１ａを短絡環３０の凹部３０ａに嵌合した後、前記短絡環３０の凹部３０ａの周辺を軸方向に押圧して図１１の３０ｂのように変形させ端板３１を回転子鉄心２に固定させている。
【００３２】
以上のような構成によれば、端板３１の固定は短絡環３０の凹部３０ａを押圧変形させるだけで簡単に行えるので組み立て工数を低減することができる。
【００３３】
（参考例５）
図示はしないが、永久磁石をネオジウム・鉄・ボロン系のような希土類磁石で形成すれば、強い磁力を得ることができるので回転子や電動機全体を小型軽量化することができる。
【００３４】
なお、実施例においては、２極の例を用いたが、これに限られるものではなく、例えば４極等他の磁極数を形成するような回転子についても同様である。
【００３５】
また、実施例においては、２個の平板状の同極性の永久磁石を山形状に突き合わせて１極を構成したが、これに限られるものではなく、３個以上の複数個の平板状の同極性の永久磁石を突き合わせて１極を構成してもよく、また円弧状等他の形状で１個または複数個の永久磁石を用いて１極を構成した回転子についても同様の施策を講じることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものにおいて、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が嵌合するような凹部を設けて、前記端板を嵌合した後、前記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このことにより端板を容易に取り付けることができ組み立て工数を低減することができ、安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図２】 同径方向断面図
【図３】 同端板の平面図
【図４】 参考例２の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図５】 同端板の平面図
【図６】 同端板のＣ−Ｃ’断面図
【図７】 参考例３の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図８】 同回転子鉄心の端部の電磁鋼板の平面図
【図９】 参考例４の回転子鉄心端部の電磁鋼板の平面図
【図１０】 同回転子の部分縦断面拡大図
【図１１】 本発明による実施例１の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図１２】 同端板を固定する前の軸方向断面図
【図１３】 同側面図
【図１４】 従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図１５】 同径方向断面図
【符号の説明】
１ 回転子
２ 回転子鉄心
３ 導体バー
４、３０ 短絡環
５ 永久磁石
６ 永久磁石埋設用穴
８、１２、３１ 端板
９ 穴Ａ
１０ａ アルミの突起部
１２ａ 端板の突起部
２０ 電磁鋼板Ｂ
２４ 電磁鋼板Ｂの突起部
３０ａ 短絡環の内周の凹部
３１ａ 端板の外周の凸部
【発明の属する技術分野】
本発明は、冷凍冷蔵機器用および空調機器用の電動圧縮機や一般産業用に使用される自己始動形永久磁石式同期電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自己始動形永久磁石式同期電動機は始動時には回転子の始動用かご形導体により誘導電動機として作動し、回転子が同期速度付近に達すると永久磁石による回転子磁極が回転子巻線が作る同期速度で回る回転磁界に引き込まれて同期運転を行うものであるが、定速度運転性および高効率性等優れた性能を有している。特に電動機の回転子構造についてはさまざまな改良が施されてきた。
【０００３】
従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の一例は特公昭６３−２０１０５号公報に示されているものがある。以下、図１４および図１５を参照しながら上記従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子について説明する。
【０００４】
図１４は自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図であり、図１５は図１４のＡ−Ａ’に沿って断面した径方向断面図である。図１４および図１５において、１は回転子、２は積層電磁鋼板よりなる回転子鉄心である。３は導体バーであり、その両端は短絡環４と接続されて始動用かご形導体を形成している。また５は永久磁石であり、回転子鉄心に埋め込まれて４極の回転子磁極を形成している。６は隣り合う異極の永久磁石間の磁束短絡を防ぐための磁束短絡防止用スリットである。また７は端板であり、回転子鉄心の軸方向の両端面に配置されて、８のボルトで回転子鉄心２に固定され永久磁石５の脱落を防止する構成となっている。また９は回転子１を装着した軸である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら上記従来の構成は、端板を複数のボルトを使用して回転子鉄心に取り付ける構成としているため、その材料費や組み立ての工数がかかり、電動機のコストを押し上げる要因になるという課題があった。
【０００６】
本発明は従来の課題を解決するもので、ボルトを使用せずに簡単に端板を取り付けることにより材料費が安く且つ組み立てが簡単に行える安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供することを目的とする。
【０００７】
始動用かご形導体と端板固定用の突起部をアルミダイカストで同時成型し、前記突起部に端板の嵌合穴を嵌合した後、突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に固定したものでは、ボルトを使用せずに簡単に端板を取り付けることができるので、材料費が安くなり且つ組み立てが簡単に行える。
【０００８】
また、回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆われるような構成としたものでは、端板固定用の突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に取り付ける作業は片側だけでよく、組み立てがさらに簡単に行える。
【０００９】
さらに、回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆われ、且つ前記端板に設けた突起部を回転子鉄心の穴Ａに嵌合するような構成としたものでは、端板の位置決めを容易に行うことができるとともに、アルミダイカスト時の高圧のアルミの湯流れに対しても端板の位置がずれることがなくなる。
【００１０】
また、回転子鉄心の片方の軸方向端部の電磁鋼板Ｂには永久磁石埋設用穴を設けない構成としたものでは、当該側の端板は不要となり端板は他方側の１枚で済むので材料費や組み立て工数を大幅に低減することができる。
【００１１】
さらに、前記電磁鋼板Ｂの永久磁石と当接する箇所に突起部を設けたものでは、永久磁石は電磁鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置決めをされることとなり、前記永久磁石の裏表の異極間の電磁鋼板Ｂを介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を向上させることができる。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は端板の外周に設けた凸部と短絡環の内周に設けた凹部とを嵌合させるように構成し、前記短絡環の凹部の周辺を軸方向に押圧変形させることにより、端板を回転子鉄心の端面に固定させたものであり、このことにより端板を容易に取り付けることができる。
【００１３】
なお、さらに本発明は永久磁石を希土類磁石で形成したものであり、このことにより強い磁力が得られるので、回転子や電動機全体を小型軽量化することができる。
【００１４】
なお、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものであって、前記回転子鉄心の永久磁石埋設用穴の内側に軸方向の穴Ａを設け、前記始動用かご形導体と同時にアルミダイカストで前記穴Ａを充填し、且つ前記穴Ａの回転子鉄心の端面から軸方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記端板を回転子鉄心の両端面に固定したものでは、このことにより安価な材料で且つ簡単に端板を取り付けることができる。
【００１５】
なお、さらに、回転子鉄心の軸方向の片方の端面に配設する端板の一部または全体が短絡環により覆われるものでは、これにより端板固定用の突起部の先端を押圧拡大して端板を回転子鉄心の端面に固定する作業は片側だけでよくなるので、組み立て工数を低減できる。
【００１６】
なお、さらに、短絡環で覆われる側の端板に回転子鉄心の穴Ａに嵌合するような突起部を設けたものでは、端板の位置決めを簡単に且つ正確に位置固定することができる。
【００１７】
なお、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものであって、前記回転子鉄心の片方の軸方向端部の１枚または複数枚の電磁鋼板Ｂには永久磁石埋設用穴を設けない構成とするとともに、前記回転子鉄心の永久磁石埋設用穴の内側に軸方向の穴Ａを設け、前記始動用かご形導体と同時にアルミダイカストで前記穴Ａを充填し、且つ穴Ａの回転子鉄心の電磁鋼板Ｂとは反対側の端面から軸方向に突出する端板固定用の突起部を形成し、前記突起部に非磁性材料からなる端板の嵌合穴を嵌合した後、前記突起部の先端を押圧拡大することにより、前記端板を回転子鉄心の端面に固定したものでは、このことにより端板は１枚で済むので材料費や組み立て工数を大幅に低減することができる。
【００１８】
なお、さらに、電磁鋼板Ｂの永久磁石と当接する箇所に永久磁石側に突出する突起部を設けたものでは、永久磁石は電磁鋼板の突起部だけに当接して軸方向の位置決めをされることとなり、前記永久磁石の裏表の異極間の電磁鋼板Ｂを介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明は、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものにおいて、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が嵌合するような凹部を設けて前記端板を嵌合した後、前記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このことにより端板を容易に取り付けることができ組み立て工数を低減することができるという作用を有する。
【００２０】
なお、上記において、永久磁石を希土類磁石で形成したものでは、このことにより強い磁力が得られるので、回転子や電動機全体を小型軽量化することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明による自己始動形永久磁石式同期電動機の実施例について図面を参照しながら説明する。なお、参考例についても説明する。従来と同一の構成については同一の符号を付して詳細な説明は省略する。また固定子は一般的な自己始動形永久磁石式同期電動機と同等の構成であるため固定子についての説明も省略する。
【００２２】
（参考例１）
図１から図４を用いて説明する。図１は本発明の参考例１による自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図であり、図２は図１の径方向断面図である。また図３は端板の平面図である。図１および図２において、１は回転子で２は積層電磁鋼板よりなる回転子鉄心である。３は導体バーであり、回転子鉄心２の軸方向の両端に位置する短絡環４とアルミダイカストで一体成型されて始動用かご形導体を形成している。５は永久磁石であり同極性の２個の平板状の永久磁石５を山形状に突き合わせるように配置して１極の回転子磁極を形成しており、回転子全体では２極の回転子磁極が形成されている。また、７は隣り合う異極の永久磁石間の磁束短絡を防ぐための磁束短絡防止用バリアでありこれもアルミダイカストで充填されている。８は永久磁石５の保護用の非磁性材料からなる端板であり、嵌合用の穴８ａを設けてある。９は回転子鉄心２の軸方向に設けられた穴Ａであり、この中は始動用かご形導体とアルミダイカストで同時成型されたアルミ１０で充填されており、且つアルミ１０は回転子鉄心２の軸方向両端面から軸方向に突出して突起部１０ａを形成している。端板８は嵌合穴８ａを前記突起部１０ａに嵌合した後、その先端を破線で示すように押圧拡大して前記端板８を回転子鉄心２の端面に固定している。
【００２３】
以上のように本参考例の自己始動形永久磁石式同期電動機は回転子１の端板８を固定するための突起部１０ａが始動用かご形導体とアルミダイカストで一体成型され、且つ前記突起部１０ａの先端を押圧拡大するだけで端板８を回転子鉄心２の端面に固定する構成にしているので、従来例のようなボルト固定に比べて材料費が安く且つ組み立て工数が大幅に低減でき安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供することができる。
【００２４】
（参考例２）
図４から図６を用いて説明する。図４は本発明の参考例２における自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図である。また図５は図４における端板１２の平面図であり、図６は図５のＣ−Ｃ’に沿って断面した断面図である。図４において短絡環４ａは端板１２を覆うように形成されている。このことにより端板１２は始動用かご形導体を形成するアルミダイカストで一体的に回転子鉄心２の端面に固定される。また図５および図６において端板１２には２個の突起部１２ａを設けるとともに前記突起部１２ａには中央部に穴１２ｂを設けてある。前記端板１２はアルミダイカスト前に回転子鉄心２の端部の穴Ａ９に端板１２の突起部１２ａを圧入嵌合して固定させてあり、端板１２の位置決めをするとともに高圧でダイカストされるアルミの流れによっても端板１２の位置がずれることがなく正確に回転子鉄心２の端面に固定される。また、端板１２の突起部１２ａに設けた穴１２ｂによってアルミダイカスト時にアルミを端板８側から流入させた場合にもアルミが短絡環４ａに円滑に流れることになる。一方端板８は上記した参考例１の場合と同様に端板固定用の突起部１０ａに嵌合した後、前記突起部１０ａの先端を破線で示すように押圧拡大して回転子鉄心２の端面に固定される。
【００２５】
以上のように本参考例の自己始動形永久磁石式同期電動機は端板１２がアルミダイカストで一体的に回転子鉄心２に固定されるため、突起部１０ａを押圧拡大して端板を固定する作業は一方の端板８だけでよくなり、上記した参考例１の場合よりもさらに組み立て工数を低減できる。
【００２６】
（参考例３） 図７および図８を用いて説明する。図７は本発明の参考例３による自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の軸方向断面図である。また、図８は図７における回転子鉄心の軸方向端部に位置する電磁鋼板の平面図である。図７および図８において、回転子鉄心２の軸方向端部に位置する電磁鋼板２０は他の位置の電磁鋼板と同じ形状で且つ同位置の導体バー用のスロット２１、磁束短絡防止用バリア穴２２、穴Ａ９および軸穴１０を備えているが永久磁石埋設用穴６は設けられていない。前記電磁鋼板２０はその他の電磁鋼板と同じコア金型で打抜かれるが、その際永久磁石埋設用穴６を打抜く歯金型は金型本体から自在に出し入れできるようになっているので、電磁鋼板２０を打抜くときに永久磁石埋設用穴６をあけないようにすることは容易にできる。従って回転子鉄心２は電磁鋼板２０を含めて一体的に容易に形成でき、これにアルミダイカストをすることにより始動用かご形導体を形成することができることとなる。
【００２７】
上記した回転子の構成をとっているために片方の端板は不要となり、且つ参考例２と同様に突起部１０ａを押圧拡大して端板を固定する作業は端板８の１枚だけでよくなり、材料費や組み立て工数をさらに低減することができる。
【００２８】
（参考例４）
図９および図１０を用いて説明する。図９は回転子鉄心の軸方向端部の電磁鋼板の平面図であり、図１０は回転子１の部分縦断面拡大図である。
【００２９】
図９および図１０において、２３は回転子鉄心１の軸方向端部に配設された電磁鋼板であり、２４は電磁鋼板２３の永久磁石５が当接する箇所に永久磁石５の側に突出させた突起部である。従って永久磁石５は前記電磁鋼板２３の突起部２４だけに当接して軸方向の位置決めをされることとなる。
【００３０】
このことにより、永久磁石５の裏表の異極間の電磁鋼板２３を介しての磁束短絡が大幅に低減でき、電動機の性能を向上させることができる。なお、電磁鋼板２３はその他の電磁鋼板と同じコア金型で打抜かれるが、その際突起部２４を形成させる歯金型は金型本体から自在に出し入れできるようになっているので回転子鉄心２は電磁鋼板２３を含めて一体的に容易に形成することができる。
【００３１】
（実施例１）
図１１から図１３を用いて説明する。図１１は本実施例１による自己始動形永久磁石式同期電動機の回転子の完成時の軸方向断面図である。図１２は回転子の端板を固定する前の軸方向断面図であり、図１３は図１２の側面図である。図１２および図１３において端板３１は外周に凸部３１ａを設けるとともに、アルミダイカストで形成された短絡環３０の内周には前記端板３１の凸部３１ａと嵌合する凹部３０ａを設けてある。端板３１の凸部３１ａを短絡環３０の凹部３０ａに嵌合した後、前記短絡環３０の凹部３０ａの周辺を軸方向に押圧して図１１の３０ｂのように変形させ端板３１を回転子鉄心２に固定させている。
【００３２】
以上のような構成によれば、端板３１の固定は短絡環３０の凹部３０ａを押圧変形させるだけで簡単に行えるので組み立て工数を低減することができる。
【００３３】
（参考例５）
図示はしないが、永久磁石をネオジウム・鉄・ボロン系のような希土類磁石で形成すれば、強い磁力を得ることができるので回転子や電動機全体を小型軽量化することができる。
【００３４】
なお、実施例においては、２極の例を用いたが、これに限られるものではなく、例えば４極等他の磁極数を形成するような回転子についても同様である。
【００３５】
また、実施例においては、２個の平板状の同極性の永久磁石を山形状に突き合わせて１極を構成したが、これに限られるものではなく、３個以上の複数個の平板状の同極性の永久磁石を突き合わせて１極を構成してもよく、また円弧状等他の形状で１個または複数個の永久磁石を用いて１極を構成した回転子についても同様の施策を講じることができる。
【００３６】
【発明の効果】
以上のように本発明は、固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものにおいて、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が嵌合するような凹部を設けて、前記端板を嵌合した後、前記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端板を回転子鉄心の端面に固定したものであり、このことにより端板を容易に取り付けることができ組み立て工数を低減することができ、安価な自己始動形永久磁石式同期電動機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例１の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図２】 同径方向断面図
【図３】 同端板の平面図
【図４】 参考例２の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図５】 同端板の平面図
【図６】 同端板のＣ−Ｃ’断面図
【図７】 参考例３の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図８】 同回転子鉄心の端部の電磁鋼板の平面図
【図９】 参考例４の回転子鉄心端部の電磁鋼板の平面図
【図１０】 同回転子の部分縦断面拡大図
【図１１】 本発明による実施例１の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図１２】 同端板を固定する前の軸方向断面図
【図１３】 同側面図
【図１４】 従来の自己始動形永久磁石式同期電動機の軸方向断面図
【図１５】 同径方向断面図
【符号の説明】
１ 回転子
２ 回転子鉄心
３ 導体バー
４、３０ 短絡環
５ 永久磁石
６ 永久磁石埋設用穴
８、１２、３１ 端板
９ 穴Ａ
１０ａ アルミの突起部
１２ａ 端板の突起部
２０ 電磁鋼板Ｂ
２４ 電磁鋼板Ｂの突起部
３０ａ 短絡環の内周の凹部
３１ａ 端板の外周の凸部
Claims (1)
- 固定子鉄心に巻線を巻装した固定子と、前記固定子鉄心の内径円筒面に対向して自在に回転し、回転子鉄心の外周付近に位置する複数個の導体バーと前記回転子の軸方向の両端面に位置する短絡環とをアルミダイカストで一体成型して始動用かご形導体を形成するとともに、前記導体バーの内側に複数個の永久磁石を埋設した回転子とからなるものにおいて、非磁性材料からなる端板の外周に凸部を設けるとともに、前記短絡環の内周に前記端板の凸部が嵌合するような凹部を設けて前記端板を嵌合した後、前記短絡環の凹部周辺を軸方向に押圧変形させて前記端板を回転子鉄心の端面に固定したことを特徴とする自己始動形永久磁石式同期電動機。
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