CN1154182A - 无电刷直流电机 - Google Patents

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    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]

Abstract

本发明揭示一种无电刷直流(DC)电机，在转子(3)上形成永磁铁收容空间(3b)和防止磁力线短路用空间(3c)、从对应于永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到所述两空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的所述厚度方向的距离要大地设定永磁铁的宽度和收容位置，能防止起因于逆磁场的永磁铁的退磁于未然、维持初期性能的同时减小永磁铁的体积、并降低无电刷DC电机的费用。

Description

无电刷直流电机
技术领域
本发明涉及无电刷直流(DC)电机，详细地说，涉及具有定子和转子、而且在靠转子中心规定位置上收容规定厚度的板状的永磁铁使与转子的旋转轴成为平行的同时、形成从永磁铁收容空间的与前述旋转轴正交的方向的端部向转子的外周延伸的防止磁力线短路用空间的无电刷DC电机。
背景技术
至今，起因于没有二次铜损耗、着眼于能高效率化的优点、将无电刷DC电机适用于各个领域的研究开发正在不断进展。这里，无电刷DC电机大致区分为在转子的表面装着永磁铁的结构(下面称作表面DC电机)和在转子的内部用埋入保持永磁铁的结构(下面称作埋入DC电机)。
并且，如例如日本特开平5-236686号公报“Interior Permanent-MagnetSynchronous Motors for Adjustable-Speed Drives”，IEEE TRANSACTIONS ONINDUSTRY APPLICATIONS，VOL.IA-22，NO.4，JULY/AUGUST 1986所示，将转子能自转地收容在定子的内部、在靠转子的旋转轴规定位置上与转子的旋转轴成平行地收容规定厚度的板状的永磁铁、同时形成从永磁铁收容空间的与前述旋转轴正交的方向的端部向转子的外周延伸的防止磁力线短路用空间。这种埋入DC电机比表面DC电机具有能宽范围的运转、能产生高转矩、利用高转矩能高效率运转的优点。
在埋入DC电机中，因在靠转子的旋转轴规定位置上埋入保持永磁铁的关系后、永磁铁的体积比表面DC电机减小，所以要采用能级大的稀土类永磁铁。
前述埋入DC电机因在与转子的旋转轴平行的方向延伸的永磁铁收容空间的整个范围中收容板状的永磁铁，所以如电机起动时、变换器故障时、弱磁力线运转时等的那样，在转子中埋入保持的永磁铁上施加逆磁场(由于定子线圈产生的磁场)的场合，因在永磁铁的端部(与防止磁力线短路用空间靠近的端部)上集中逆磁场，所以永磁铁的工作点越过弯曲点、产生永磁铁的退磁(例如参照图12所示的稀土类永磁铁的特性曲线中的A点、B点和箭头)。具体地在永磁铁上逆磁场施加状态的磁力线如图13所示，假设地将永磁铁划分成2×16个小区域、测量各划分区域的磁力线密度时如图14所示，两端部的磁力线密度比其它部分要显著地小。但是，在实际上，因两端部越过弯曲点，所以磁力线密度为零。图14中的数字表示在各划分区的中心的磁力线密度。并且一发生永磁铁的退磁就不能维持初期的性能并且可靠性降低。
为了防止这种不适，在以往的埋入DC电机中，虽然考虑逆磁场不集中在永磁铁的端部并且在采用厚度大的永磁铁使不产生永磁铁的退磁，但因价格高的稀土类永磁铁的需要量多，所以转子的费用增高、进而埋入DC电机的费用增高。
为了稀土类永磁铁的动作点不越过弯曲点，虽然考虑到限制向定子线圈的通电电流、也考虑到降低温度，但一加上这种限制运转范围就变狭、不能充分地产生大的转矩并不能充分地进行高效率的运转，其结果，不能充分发挥埋入DC电机的优点。
本发明鉴于前述问题、其目的在于提供不增加永磁铁的厚度能防止永磁铁的端部的逆磁场集中的退磁于未然、并能充分发挥电机性能的无电刷DC电机。
发明概述
权利要求1的无电刷DC电机，从对应于永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到永磁铁的收容空间的防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值，比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离要大地形成前述永磁铁收容空间或者防止磁力线短路用空间。
采用权利要求1的无电刷DC电机，则具有定子和转子、而且在靠转子中心规定位置上形成与转子的旋转轴成为平行的永磁铁收容空间、在这种收容空间中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁、同时形成从对于前述永磁铁的宽度方向的永磁铁收容空间的端部向转子的外周延伸的防止磁力线短路用空间的无电刷DC电机，因从对应于永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到前述两空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离要大地形成前述永磁铁收容空间或者防止磁力线短路用空间，所以即使在永磁铁上施加逆磁场的场合，逆磁场不会集中在永磁铁的端部、而是逆磁场均匀地施加在永磁铁的整个范围上。因此，不增加永磁铁的厚度就能防止起因于的逆磁场集中的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。
权利要求2的无电刷DC电机，从对应于永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到永磁铁收容空间的防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值，比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离要大地设定永磁铁的宽度和收容位置。
采用权利要求2的无电刷DC电机，则具有定子和转子、而且在靠转子中心规定位置上形成与转子的旋转轴成为平行的永磁铁收容空间、在这种收容空间中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁、同时形成从对于前述永磁铁的宽度方向的永磁铁收容空间的端部向转子的外周延伸的防止磁力线短路用空间的无电刷DC电机，因从对应于永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到前述两空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值，比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离要大地设定永磁铁的宽度和收容位置，所以即使在永磁铁上施加逆磁场的场合，逆磁场不会集中在永磁铁的端部、而是逆磁场均匀地施加在永磁铁的整个范围上。因此，不增加永磁铁的厚度就能防止起因于逆磁场集中的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。
权利要求3的无电刷DC电机，在连接永磁铁收容空间和防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面所成的角为θ2、永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离为1m、连接永磁铁收容空间和防止磁力线短路用空间的转子外周侧边界面的连接部和连接永磁铁收容空间和防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面的连接部的距离为1w、从永磁铁收容空间的转子外周侧边界面和防止磁力线短路用空间的对应边界面的连接部到永磁铁的宽度方向端部为止的距离为1r、从永磁铁收容空间的旋转轴侧边界面和防止磁力线短路用空间的对应边界面的连接部到永磁铁的对应的端部为止的距离为1r′的场合，对应于1w＜1m/sin(θ2/2)并且1r≤1r′，设定成1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2-(1w2-1m2)1/2，对应于1w＜1m/sin(θ2/2)并且1r＞1r′，设定成1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2+(1w2-1m2)1/2。
采用权利要求3的无电刷DC电机，则因在连接永磁铁收容空间和防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面所成的角为θ2、永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离为1m、连接永磁铁收容空间和防止磁力线短路用空间的转子外周侧边界面的连接部和连接永磁铁收容空间和防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面的连接部的距离为1w、从永磁铁收容空间的转子外周侧边界面和防止磁力线短路用空间的对应边界面的连接部到永磁铁的宽度方向端部为止的距离为1r、从永磁铁收容空间的旋转轴侧边界面和防止磁力线短路用空间的对应边界面的连接部到永磁铁的对应的端部为止的距离为1r′的场合，对应于1w＜1m/sin(θ2/2)并且1r≤1r′，设定成1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2-(1w2-1m2)1/2，对应于1w＜1m/sin(θ2/2)并且1r＞1r′，设定成1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2+(1w2-1m2)1/2，所以能达到与权利要求2相同的效果。
权利要求4的无电刷DC电机，在永磁铁收容空间的边界面上形成阻止对于前述永磁铁的宽度方向的移动的突部。
采用权利要求4的无电刷DC电机，则因在永磁铁收容空间的边界面上形成阻止对于前述永磁铁的宽度方向的移动的突部，所以能防止在逆磁场能集中的位置上产生永磁铁移动的不合适于未然、进而能达到与权力要求1至权力要求3中任一项相同的作用。
权利要求5的无电刷DC电机，从永磁铁收容空间的端部直线地向转子的外周延伸形成防止磁力线短路用空间、同时设定永磁铁的宽度比永磁铁收容空间的宽度要小。
采用权利要求5的无电刷DC电机，则因具有定子和转子、而且在靠转子中心规定位置上形成与转子的旋转轴成为平行的永磁铁收容空间、在这种收容空间中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁、同时形成从对于所述永磁铁的宽度方向的永磁铁收容空间的端部向转子的外周延伸的防止磁力线短路用空间，从永磁铁收容空间的端部直线地向转子的外周延伸形成防止磁力线短路用空间、同时设定永磁铁的宽度比永磁铁收容空间的宽度要小，所以即使在永磁铁上施加逆磁场的场合，逆磁场不会集中在永磁铁的端部、而是逆磁场均匀地施加在永磁铁的整个范围上。因此，不增加永磁铁的厚度就能防止起因于逆磁场集中的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。
权利要求6的无电刷DC电机，设定防止磁力线短路用空间的厚度在永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的永磁铁的厚度方向的距离以下。
采用权利要求6的无电刷DC电机，则因设定防止磁力线短路用空间的厚度在永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的永磁铁的厚度方向的距离以下，所以在权利要求5的作用上增加、随着防止磁力线短路用空间变小能使永磁铁位置靠近转子的旋转轴、因增加永磁铁表面的铁部使磁力线更容易流过，所以能有效地利用磁阻转矩。
权利要求7的无电刷DC电机，从对应于永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到前述两空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值，比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离要大地形成前述永磁铁收容空间或者防止磁力线短路用空间，同时在永磁铁收容空间的厚度方向的距离为1m、防止磁力线短路用空间的转子的周边方向的距离为1m′的场合，设定1m≥1m′。
采用权利要求7的无电刷DC电机，则因从对应于永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到前述两空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值，比永磁铁的宽度方向端部的永磁铁收容空间的前述厚度方向的距离要大地形成前述永磁铁收容空间或者防止磁力线短路用空间，同时在永磁铁收容空间的厚度方向的距离为1m、防止磁力线短路用空间的转子的周边方向的距离为1m′的场合，设定1m≥1m′，所以即使在永磁铁上施加逆磁场的场合，逆磁场不会集中在永磁铁的端部、而是逆磁场均匀地施加在永磁铁的整个范围上。因此，不增加永磁铁的厚度就能防止起因于逆磁场集中的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。当对永磁铁部与防止磁力线短路空间的磁阻进行比较时，因防止磁力线短路空间一方的磁阻小，所以在逆磁场中(退磁作用中)来自定子的磁力线容易通过防止磁力线短路空间、能减少对永磁铁的退磁作用。此外，随着防止磁力线短路用空间变小能使永磁铁位置靠近转子的旋转轴、因增加永磁铁表面的铁部使磁力线更容易流过，所以能有效地利用磁阻转矩。
附图简要说明
图1是概略表示本发明的无电刷DC电机的一实施例的纵剖视图。
图2表示图1关键部分的放大图。
图3是放大表示本发明的无电刷DC电机的另一实施例的关键部分的概略图。
图4表示适用于图3中实施例场合的转子中的磁力线图。
图5表示以往的转子中的磁力线图。
图6是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图。
图7是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图。
图8是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图。
图9表示图8中IX-IX线剖视图。
图10表示放大突部附近的图。
图11(A)-图11(D)是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图。
图12表示稀土类永磁铁的特性曲线图。
图13表示在永磁铁上施加逆磁场状态下的磁力线图。
图14表示假设地将永磁铁划分成2×16个小区域、测量各划分区域的磁力线密度结果的图。
实施发明的最佳方式
下面，参照附图对本发明的实施例详细地进行说明。
实施例1
图1是概略表示本发明的无电刷DC电机的一实施例的纵剖视图，图2表示图1关键部分的放大图。这种无电刷DC电机具有定子线圈2的定子1和具有永磁铁4的转子3。并且定子3是由将多块电磁钢板叠层做成、并具有在轴方向穿通其中心的旋转轴3a。转子3在本实施例中由四极构成，所以在靠近旋转轴的规定位置上，与每隔90°的旋转对称位置的半径正交而且沿轴方向延伸地分别具有规定宽度、规定厚度1m的永磁铁收容空间3b，同时具有从各永磁铁收容空间3b的宽度方向的端部向外周延伸的防止磁力线短路用空间3c。此外，在前述各永磁铁收容空间3b上收容由稀土类磁铁等组成的永磁铁4。分别用a表示永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面3b1和防止磁力线短路用空间3c的对应的边界面3c1的第一交线、b表示永磁铁收容空间3b的靠外周面的边界面3b2和防止磁力线短路用空间3c的对应的边界面3c2的第二交线、θ2表示永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面3b1和防止磁力线短路用空间3c的对应的边界面3c1所成的角、c表示永磁铁4的转子外周侧的面上的与转子半径方向正交的端部。并且，设定第二交线b和对应于永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面3b1的防止磁力线短路用空间3c的边界面3c1的距离1m′比永磁铁收容空间3b的前述两边界面3b1、3b2间的距离1m更短。设定永磁铁4的前述端部c与前述第二交线b的距离1r比永磁铁4的旋转轴侧的面上的与转子半径方向正交方向的端部f和前述第一交线a的距离1r′更大。也就是说，第一交线a比第二交线b更加位于外侧。
下面，参照图2进一步详细地进行说明。在图2中附加“//”的第一、第二虚线d、e和实线3c1相互平行。前述、第二虚线e是表示通过前述第二交线b的面的虚线，第一虚线d是表示在永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面3b1的延长线上、通过与前述第一交线a正对直线的面的虚线。
在本实施例中，因设定防止磁力线短路用空间3c的厚度1m′比永磁铁收容空间3b的厚度1m更短、同时设定第一交线a比第二交线b更加位于外侧，所以永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面3b1的延长线上的两虚线d、e的距离是(1w2-1m2)1/2、防止磁力线短路用空间3c的边界面3c1和第一虚线d的距离是-1m cosθ2、永磁铁4的前述端部c和第一虚线d的距离是{(1w2-1m2)1/2+1r}sinθ2。因此，防止磁力线短路用空间3c的边界面3c1和永磁铁4的端部c的距离是-1m cosθ2+{(1w2-1m2)1/2+1r}sinθ2。并且，如果该距离在1m以上，则因逆磁场不会集中在永磁铁4的端部，所以如果整理这种关系、就成为1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2-(1w2-1m2)1/2。
因此，如为了距离1r满足前式而使永磁铁的端部c从前述第二交线b离开、则逆磁场不会集中在永磁铁4的端部并均匀地作用于永磁铁4的整个范围，所以不增加永磁铁的厚度就能防止起因于的逆磁场集中的永磁铁4的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。
实施例2
图3是放大表示本发明的无电刷DC电机的另一实施例的关键部分的概略图。与前述实施例的不同点在于第一交线a比第二交线b更加位于内侧。
在本实施例的场合，永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面3b1的延长线上的两虚线d、e的距离是(1w2-1m2)1/2、防止磁力线短路用空间3c的边界面3c1和第一虚线d的距离是-1m cosθ2、永磁铁4的前述端部c和第一虚线d的距离是{1r-(1w2-1m2)1/2}sinθ2。因此，防止磁力线短路用空间3c的边界面3c1和永磁铁4的端部c的距离是-1m cosθ2+{1r-(1w2-1m2)1/2}sinθ2。并且，如果该距离在1m以上，则因逆磁场不会集中在永磁铁4的端部，所以如果整理这种关系、就成为1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2+(1w2-1m2)1/2。
因此，如为了距离1r满足前式而使永磁铁的端部c从前述第二交线b离开、则逆磁场不会集中在永磁铁4的端部并均匀地作用于永磁铁4的整个范围，所以不增加永磁铁的厚度就能防止起因于的逆磁场集中的永磁铁4的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。
图4表示适用于本实施例场合的转子中的磁力线图，图5表示以往的转子中的磁力线图。在图5的场合中，关于永磁铁的端部用逆磁场的影响压入永磁铁的磁力线，在图4的场合中，关于永磁铁的整个范围磁力线发出到转子铁心为止。因此，能排除逆磁场的局部集中于未然。
在图4的场合中，因防止磁力线短路用空间3c的厚度为1m′设定在永磁铁收容空间3b的厚度1m、即永磁铁4的厚度以下，所以能在靠近转子3的旋转轴3a的位置配置永磁铁4能增加永磁铁的表面的铁部(铁心)。在这种场合中，因利用永磁铁4表面的铁部的增加，磁力线的通过更容易，所以能更有效地利用磁阻转矩。此外，因永磁铁4和防止磁力线短路用空间3c的磁阻，后者为小，所以在逆磁场中(退磁作用中)来自定子1的磁力线容易通过防止磁力线短路空间3c、能减少对永磁铁4的退磁作用。
实施例3
图6是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图。与图2中实施例不同点仅在于、第二交线b和对应于永磁铁收容空间3b的靠旋转轴的边界面的防止磁力线短路用空间3c的边界面上的点的距离的最小值设定在永磁铁收容空间3b的转子半径方向的距离以上。此外，在图6中，实线表示前述最小值与前述转子半径方向的距离相等的场合，在图6中，虚线表示前述最小值比前述转子半径方向的距离大的场合。
因此，在这种实施例的场合，如为了1r≥0而使永磁铁4的端部c从前述第二交线b离开(在1r＝0的场合，永磁铁4的端部c与第二交线b一致)、则逆磁场不会集中在永磁铁4的端部并均匀地作用于永磁铁4的整个范围，所以不增加永磁铁的厚度就能防止起因于的逆磁场集中的永磁铁4的退磁于未然、能充分发挥作为埋入DC电机的性能、同时也能防止起因于永磁铁的大型化的费用增加于未然。
在前述任一实施例中，虽然对实际上存在第一交线a的场合进行了说明，但在永磁铁收容空间3b的前述边界面和防止磁力线短路用空间3c的前述边界面是圆弧状平滑地连接的场合，借助于想定前述两边界面的假想的交线对任一实施例适用、也能达到相同的作用。此外，如图7所示，能设定从永磁铁收容空间的转子外周侧边界面的部位到防止磁力线短路用空间的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值比永磁铁收容空间3b的厚度要大、而且也能在两空间的连接部形成阶梯。
实施例4
图8是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图，图9表示图8中IX-IX线剖视图。与前述实施例不同点仅在于永磁铁置于收容空间3b的内部规定位置上、确实地保证永磁铁4的两端部的前述距离1r、并在转子3的规定位置上设置规定永磁铁4的宽度方向的位置的位置规定用的突部3d。并且，可以在转子3的整个范围上形成这种突部3d，但也可以在至少相互不同的两个地方、与一块以上的电磁钢板整体地设置。因为如果形成突部3d则在这部分中永磁铁收容空间3b的厚度1m局部地变小，所以如图10所示，较大地设定永磁铁收容空间3b的厚度使局部变小的厚度1t成为永磁铁4的厚度1d以上、防止逆磁场集中在永磁铁4的端部。此外，较大地设定永磁铁收容空间3b的厚度，在局部地设置前述突部3d的场合、以设置突部3d的位置作为基准预先设定在旋转轴方向的规定范围(能防止逆磁场集中的规定范围)上。
因此，在本实施例的场合中，除在永磁铁4的两端部能确实地保证前述距离1r外，能达到与前述实施例相同的作用。
实施例5
图11(A)-图11(D)是放大表示本发明的无电刷DC电机的其它实施例的关键部分的概略图。
这些实施例在与永磁铁收容空间3b连接的部分中，防止磁力线短路用空间3c的厚度为1m′应该做成比永磁铁收容空间3b的厚度1m(永磁铁4的厚度)要大并形成阶梯。此外，向着转子3的旋转轴3a形成这种阶梯。
在图11(A)、(B)中，防止磁力线短路用空间3c的厚度为1m′应该做成比永磁铁收容空间3b的厚度1m(永磁铁4的厚度)要小，同时以永磁铁收容空间3b的转子外周侧的面和防止磁力线短路用空间3c的对应的面的连接部作为基准、永磁铁4的端部离开永磁铁收容空间3b的中央侧规定距离(比永磁铁收容空间3b的较短地设定永磁铁4的宽度)。
在图11(A)、(B)的场合中，因防止磁力线短路用空间3c的厚度为1m′设定在永磁铁收容空间3b的厚度1m、即永磁铁4的厚度以下，所以能在接近转子3的旋转轴3a的位置上配置永磁铁4。并能使永磁铁4的表面的铁部(铁心)增加。在这种场合中，因利用永磁铁4表面的铁部(铁心)增加使磁力线容易通过，所以能更有效地利用磁阻转矩。此外，因永磁铁4与防止磁力线短路空间3c的磁阻，后者较小，所以在逆磁场中(退磁作用中)来自定子1的磁力线容易通过防止磁力线短路空间3c、能减少对永磁铁4的退磁作用。
在图11(C)、(D)中，防止磁力线短路用空间3c的厚度为1m′设定成与永磁铁收容空间3b的厚度1m(永磁铁4的厚度)相等，同时永磁铁收容空间3b的转子外周侧的面和防止磁力线短路用空间3c的对应的面的连接部、与永磁铁4的端部相互一致地将永磁铁4收容在永磁铁收容空间3b中(设定永磁铁4的宽度和永磁铁收容空间3b相等)。
在图11(C)、(D)的场合中，因防止磁力线短路用空间3c的厚度为1m′设定成与永磁铁收容空间3b的厚度1m(永磁铁4的厚度)相等，所以能在接近转子3的旋转轴3a的位置{比图11(A)、(B)的场合较远的位置}上配置永磁铁4。并能使永磁铁4的表面的铁部(铁心)增加{但是，铁部的增加量比图11(A)、(B)的场合较少}。在这种场合中，因利用永磁铁4表面的铁部增加使磁力线容易通过，所以能更有效地利用磁阻转矩。此外，因永磁铁4与防止磁力线短路空间3c的磁阻相等，所以能将永磁铁4收容在永磁铁收容空间3b的整个范围中。
工业上的实用性
在将永磁铁设置在比转子表面更内部的无电刷DC电机中，能抑制永磁铁的退磁并发挥稳定的性能、同时能有效地利用磁阻转矩。

Claims (7)

1.一种无电刷直流(DC)电机，具有定子(1)和转子(3)、而且在靠转子(3)中心规定位置上形成与转子(3)的旋转轴(3a)成为平行的永磁铁收容空间(3b)、在这种收容空间(3b)中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁(4)、同时形成从对于所述永磁铁(4)的宽度方向的永磁铁收容空间(3b)的端部向转子(3)的外周延伸的防止磁力线短路用空间(3c)，其特征在于，从对应于永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的转子外周侧边界面的部位到所述两空间(3b)、(3c)的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值比永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的所述厚度方向的距离要大地形成所述永磁铁收容空间(3b)或者防止磁力线短路用空间(3c)。
2.一种无电刷直流(DC)电机，具有定子(1)和转子(3)、而且在靠转子(3)中心规定位置上形成与转子(3)的旋转轴(3a)成为平行的永磁铁收容空间(3b)、在这种收容空间(3b)中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁(4)、同时形成从对于所述永磁铁(4)的宽度方向的永磁铁收容空间(3b)的端部向转子(3)的外周延伸的防止磁力线短路用空间(3c)，其特征在于，从对应于永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的转子外周侧边界面的部位到所述两空间(3b)、(3c)的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值比永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的所述厚度方向的距离要大地设定永磁铁(4)的宽度和收容位置。
3.如权利要求2所述的无电刷直流(DC)电机，其特征还在于，在连接永磁铁收容空间(3b)和防止磁力线短路用空间(3c)的旋转轴侧边界面所成的角为θ2、永磁铁收容空间(3b)的所述厚度方向的距离为1m、连接永磁铁收容空间(3b)和防止磁力线短路用空间(3c)的转子外周侧边界面的连接部和连接永磁铁收容空间(3b)和防止磁力线短路用空间(3c)的旋转轴侧边界面的连接部的距离为1w、从永磁铁收容空间(3b)的转子外周侧边界面和防止磁力线短路用空间(3c)的对应边界面的连接部到永磁铁(4)的宽度方向端部为止的距离为1r、从永磁铁收容空间(3b)的旋转轴侧边界面和防止磁力线短路用空间(3c)的对应边界面的连接部到永磁铁(4)的对应的端部为止的距离为1r′的场合，对应于1w＜1m/sin(θ2/2)并且1r≤1r′，设定成1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2-(1w2-1m2)1/2，对应于1w＜1m/sin(θ2/2)并且1r＞1r′，设定成1r≥1m(1+cosθ2)/sinθ2+(1w2-1m2)1/2。
4.如权利要求1至权利要求3中任一项所述的无电刷直流(DC)电机，其特征还在于，在永磁铁收容空间(3b)的边界面上形成阻止对于所述永磁铁(4)的宽度方向的移动的突部(3d)。
5.一种无电刷直流(DC)电机，具有定子(1)和转子(3)、而且在靠转子(3)中心规定位置上形成与转子(3)的旋转轴(3a)成为平行的永磁铁收容空间(3b)、在这种收容空间(3b)中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁(4)、同时形成从对于所述永磁铁(4)的宽度方向的永磁铁收容空间(3b)的端部向转子(3)的外周延伸的防止磁力线短路用空间(3c)，其特征在于，从永磁铁收容空间(3b)的端部直线地向转子(3)的外周延伸形成防止磁力线短路用空间(3c)、同时设定永磁铁(4)的宽度比永磁铁收容空间(3b)的宽度要小。
6.如权利要求5所述的无电刷直流(DC)电机，其特征还在于，设定防止磁力线短路用空间(3c)的厚度在永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的永磁铁(4)的厚度方向的距离以下。
7.一种无电刷直流(DC)电机，具有定子(1)和转子(3)、而且在靠转子(3)中心规定位置上形成与转子(3)的旋转轴(3a)成为平行的永磁铁收容空间(3b)、在这种收容空间(3b)中收容规定厚度的宽的板状的永磁铁(4)、同时形成从对于所述永磁铁(4)的宽度方向的防止永磁铁收容空间(3b)的端部向转子(3)的外周延伸的磁力线短路用空间(3c)，其特征在于，从对应于永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的转子外周侧边界面的部位到所述两空间(3b)、(3c)的旋转轴侧边界面为止的距离的最小值比永磁铁(4)的宽度方向端部的永磁铁收容空间(3b)的所述厚度方向的距离要大地形成所述永磁铁收容空间(3b)或者防止磁力线短路用空间(3c)，同时在永磁铁收容空间(3b)的厚度方向的距离为1m、防止磁力线短路用空间(3c)的转子(3)的周边方向的距离为1m′的场合，设定1m≥1m′。
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