JP2000050535A - 電動機或いは発電機用の高効率鉄心 - Google Patents
電動機或いは発電機用の高効率鉄心Info
- Publication number
- JP2000050535A JP2000050535A JP21577898A JP21577898A JP2000050535A JP 2000050535 A JP2000050535 A JP 2000050535A JP 21577898 A JP21577898 A JP 21577898A JP 21577898 A JP21577898 A JP 21577898A JP 2000050535 A JP2000050535 A JP 2000050535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- iron core
- core
- teeth
- yoke
- tooth
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は高効率の電動機或いは発電機用鉄心
を提供する。 【解決手段】 歯と連結している継鉄部で分割されてい
るか、または切れ目を持つ電動機或いは発電機用の高効
率鉄心。さらに、それらの鉄心材料として磁歪定数が１
０×１０-6以上である軟質磁性材料を用いることを特徴
とする電動機或いは発電機用の高効率鉄心。
を提供する。 【解決手段】 歯と連結している継鉄部で分割されてい
るか、または切れ目を持つ電動機或いは発電機用の高効
率鉄心。さらに、それらの鉄心材料として磁歪定数が１
０×１０-6以上である軟質磁性材料を用いることを特徴
とする電動機或いは発電機用の高効率鉄心。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機及び発電機
用鉄心に関するものである。
用鉄心に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電動機や発電機は小形軽量化の要求が強
く、高界磁磁束密度の設計がなされて、高効率化の要求
も強く、低鉄損である鉄心の必要性が高い。高磁束密度
設計の為には高飽和磁化材であるＣｏ−Ｆｅや、珪素を
殆ど含まない電磁鋼板が使用されるが、これらの材料は
磁歪が大きいため、磁束の流れ方向が二方向に分かれる
「鉄心の歯と継鉄の連結部」で、励磁により歪が生じ
る。従って、鉄心の鉄損は鉄心素材の鉄損より大きくな
る。
く、高界磁磁束密度の設計がなされて、高効率化の要求
も強く、低鉄損である鉄心の必要性が高い。高磁束密度
設計の為には高飽和磁化材であるＣｏ−Ｆｅや、珪素を
殆ど含まない電磁鋼板が使用されるが、これらの材料は
磁歪が大きいため、磁束の流れ方向が二方向に分かれる
「鉄心の歯と継鉄の連結部」で、励磁により歪が生じ
る。従って、鉄心の鉄損は鉄心素材の鉄損より大きくな
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、低鉄損で小
形軽量化が可能な電動機及び発電機用鉄心を提供するこ
とを目的とする。
形軽量化が可能な電動機及び発電機用鉄心を提供するこ
とを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の要旨は、次の通りである。 （１） 歯と連結している継鉄部で分割されていること
を特徴とする電動機或いは発電機用の高効率鉄心。 （２） 歯の中心線で分割されていることを特徴とする
前記（１）記載の電動機或いは発電機用の高効率鉄心。 （３） 継鉄部に、その外側から歯の中心線に沿った切
れ目を有することを特徴とする電動機或いは発電機用の
高効率鉄心。 （４） 磁歪定数が１０×１０-6以上である軟質磁性材
料を用いることを特徴とする前記（１）乃至（３）のい
ずれか１項に記載の電動機或いは発電機用の高効率鉄
心。
の本発明の要旨は、次の通りである。 （１） 歯と連結している継鉄部で分割されていること
を特徴とする電動機或いは発電機用の高効率鉄心。 （２） 歯の中心線で分割されていることを特徴とする
前記（１）記載の電動機或いは発電機用の高効率鉄心。 （３） 継鉄部に、その外側から歯の中心線に沿った切
れ目を有することを特徴とする電動機或いは発電機用の
高効率鉄心。 （４） 磁歪定数が１０×１０-6以上である軟質磁性材
料を用いることを特徴とする前記（１）乃至（３）のい
ずれか１項に記載の電動機或いは発電機用の高効率鉄
心。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明で適用する電動機あるいは
発電機は回転型、リニア型等であり、その駆動方式は直
流機、同期機、誘導機、リラクタンス型、ステッピング
型、またそれらの２種類以上を併用したハイブリット型
等どのような方式でも良い。電動機あるいは発電機用の
鉄心としては、電磁鋼板等を積層したもの、それを回し
積みしたもの、塑性変形したもの（クローポール型のよ
うな曲げ加工、絞り等）など、どのようなものでも良
い。
発電機は回転型、リニア型等であり、その駆動方式は直
流機、同期機、誘導機、リラクタンス型、ステッピング
型、またそれらの２種類以上を併用したハイブリット型
等どのような方式でも良い。電動機あるいは発電機用の
鉄心としては、電磁鋼板等を積層したもの、それを回し
積みしたもの、塑性変形したもの（クローポール型のよ
うな曲げ加工、絞り等）など、どのようなものでも良
い。
【０００６】本発明では、電動機或いは発電機用の鉄心
には、図５乃至図７の実施例に示すように、それぞれの
鉄心２２，３２，４２が歯と連結している継鉄部で分割
されているか、または切れ目を持つことが必要である。
例えば図５のように歯の中央に分割部２３を設けたり、
図６のように歯の付け根で分割３３したり、さらにその
分割部の場所を積層一枚ごとに変えても良い。また図７
のように、歯と継鉄の連結部中央に、外側から切れ目４
３を入れても良い。切れ目４３の深さは、継鉄部の幅相
当とするのが最も好ましいが、その１／２以上とすれば
効果が得られる。
には、図５乃至図７の実施例に示すように、それぞれの
鉄心２２，３２，４２が歯と連結している継鉄部で分割
されているか、または切れ目を持つことが必要である。
例えば図５のように歯の中央に分割部２３を設けたり、
図６のように歯の付け根で分割３３したり、さらにその
分割部の場所を積層一枚ごとに変えても良い。また図７
のように、歯と継鉄の連結部中央に、外側から切れ目４
３を入れても良い。切れ目４３の深さは、継鉄部の幅相
当とするのが最も好ましいが、その１／２以上とすれば
効果が得られる。
【０００７】本発明の鉄心に使用する軟質磁性材料は、
一般に電動機或いは発電機に使用される電磁鋼板、Ｃｏ
−Ｆｅなど、電動機或いは発電機に使用できるならばど
のような軟質磁性材料でも良い。本発明においては磁歪
定数が実施例１の結果から、１０×１０-6以上である軟
質磁性材料を用いた鉄心において効果的である。
一般に電動機或いは発電機に使用される電磁鋼板、Ｃｏ
−Ｆｅなど、電動機或いは発電機に使用できるならばど
のような軟質磁性材料でも良い。本発明においては磁歪
定数が実施例１の結果から、１０×１０-6以上である軟
質磁性材料を用いた鉄心において効果的である。
【０００８】高磁歪材としてはＣｏ−Ｆｅなどがある。
保磁力が大きい軟質磁性材料では図１のａの領域、即ち
磁束流れで磁歪により伸縮する領域が小さく、ｂの領域
即ち磁束が流れず、磁歪により伸縮しない領域が大きく
なり、磁歪により鉄心内に生じる歪は大きくなるので、
高保磁力のものほど本発明の効果が大きくなると考えら
れる。
保磁力が大きい軟質磁性材料では図１のａの領域、即ち
磁束流れで磁歪により伸縮する領域が小さく、ｂの領域
即ち磁束が流れず、磁歪により伸縮しない領域が大きく
なり、磁歪により鉄心内に生じる歪は大きくなるので、
高保磁力のものほど本発明の効果が大きくなると考えら
れる。
【０００９】本発明の電動機は汎用モータ、サーボモー
タ、家電用モータ、ＦＡ用モータ、ＯＡ用モータ、電気
鉄道用モータ、航空機用モータ、電気自動車用駆動モー
タ、電装用モータ等に、また発電機はタービン発電機、
水車発電機、ポータブル発電機、自家用発電機、電装用
発電機などに使用でき、あらゆる用途に適用できる。
タ、家電用モータ、ＦＡ用モータ、ＯＡ用モータ、電気
鉄道用モータ、航空機用モータ、電気自動車用駆動モー
タ、電装用モータ等に、また発電機はタービン発電機、
水車発電機、ポータブル発電機、自家用発電機、電装用
発電機などに使用でき、あらゆる用途に適用できる。
【００１０】
【実施例】［実施例１］本発明における電動機用高効率
鉄心の実施例を図１に示す。図１では歯の中心線でコア
が分割されている。図２は従来の一体型鉄心を示す。磁
歪定数が正である鉄心素材を用いた従来の鉄心１’で
は、ある位相において磁束２’は図２のように２方向に
流れるため、領域ａでは磁歪により３’の方向に伸び、
逆に４’の方向に縮む。一方、磁束が流れていない領域
ｂは変形しない。従って、磁束が流れるａは鉄心磁束の
磁気回路の磁束の方向に圧縮力が加わることになるの
で、励磁特性が劣化し、鉄損も増加する。それに対して
本発明では分割部５により、従来法で磁束流れにより圧
縮力が生じるａには圧縮力が生じ難くなっている。
鉄心の実施例を図１に示す。図１では歯の中心線でコア
が分割されている。図２は従来の一体型鉄心を示す。磁
歪定数が正である鉄心素材を用いた従来の鉄心１’で
は、ある位相において磁束２’は図２のように２方向に
流れるため、領域ａでは磁歪により３’の方向に伸び、
逆に４’の方向に縮む。一方、磁束が流れていない領域
ｂは変形しない。従って、磁束が流れるａは鉄心磁束の
磁気回路の磁束の方向に圧縮力が加わることになるの
で、励磁特性が劣化し、鉄損も増加する。それに対して
本発明では分割部５により、従来法で磁束流れにより圧
縮力が生じるａには圧縮力が生じ難くなっている。
【００１１】２極電動機鉄心のヒステリシス損につい
て、図２のような一体鉄心と図１の分割した鉄心を比較
した。鉄心はアウターコア、インナーコア、ディスクコ
アで比較した結果を図３に示す。鉄心素材は磁歪が約１
２０×１０-6であるＣｏ−Ｆｅ材と、磁歪が２５×１０
-6であるＳｉ−Ｆｅである。
て、図２のような一体鉄心と図１の分割した鉄心を比較
した。鉄心はアウターコア、インナーコア、ディスクコ
アで比較した結果を図３に示す。鉄心素材は磁歪が約１
２０×１０-6であるＣｏ−Ｆｅ材と、磁歪が２５×１０
-6であるＳｉ−Ｆｅである。
【００１２】図３の縦軸は、鉄心素材のヒステリシス損
に対する鉄心のヒステリシス損の比率ＢＦであり、Ｃｏ
−Ｆｅ材においては従来の一体鉄心の場合の結果１１は
分割した本発明鉄心の結果１２より大きく、分割した本
発明鉄心の方がヒステリシス損が小さくなり、高効率の
鉄心であることがわかる。磁歪が２５×１０-6であるＳ
ｉ−ＦｅにおいてもＢＦの低下が見られるが、Ｃｏ−Ｆ
ｅほどではない。
に対する鉄心のヒステリシス損の比率ＢＦであり、Ｃｏ
−Ｆｅ材においては従来の一体鉄心の場合の結果１１は
分割した本発明鉄心の結果１２より大きく、分割した本
発明鉄心の方がヒステリシス損が小さくなり、高効率の
鉄心であることがわかる。磁歪が２５×１０-6であるＳ
ｉ−ＦｅにおいてもＢＦの低下が見られるが、Ｃｏ−Ｆ
ｅほどではない。
【００１３】同様に渦電流損の増加率比率ＢＦを図４に
示す。渦電流損には殆ど図２のような一体鉄心と図１の
分割した鉄心で差がない。即ち渦電流損のＢＦには応力
の影響は受けないと考えられ、ヒステリシス損のＢＦも
渦電流損ＢＦ以下にはできないと考える。従って、ヒス
テリシス損ＢＦの限界値を渦電流損のＢＦとすると、磁
歪が２５×１０-6であるＳｉ−Ｆｅのヒステリシス損の
ＢＦと限界値のＢＦの差は、１２０×１０-6であるＣｏ
−Ｆｅ材のヒステリシス損のＢＦの差より約１／３であ
り、磁歪比例関係にあると考えると、磁歪が一桁低い１
０×１０-6以下では本発明鉄心の高効率化の効果は少な
いと考えられる。
示す。渦電流損には殆ど図２のような一体鉄心と図１の
分割した鉄心で差がない。即ち渦電流損のＢＦには応力
の影響は受けないと考えられ、ヒステリシス損のＢＦも
渦電流損ＢＦ以下にはできないと考える。従って、ヒス
テリシス損ＢＦの限界値を渦電流損のＢＦとすると、磁
歪が２５×１０-6であるＳｉ−Ｆｅのヒステリシス損の
ＢＦと限界値のＢＦの差は、１２０×１０-6であるＣｏ
−Ｆｅ材のヒステリシス損のＢＦの差より約１／３であ
り、磁歪比例関係にあると考えると、磁歪が一桁低い１
０×１０-6以下では本発明鉄心の高効率化の効果は少な
いと考えられる。
【００１４】［実施例２］図５、図６及び図７に本発明
の高効率鉄心２１，３１，４１の各種実施例を示す。各
図において、２２，３２，４２は分割鉄心であり、各鉄
心は歯２４，３４，４４と継鉄部２５，３５，４５で構
成される。図５及び図６は歯部２４，３４に連結してい
る継鉄の分割部２３、３３で分割され、磁歪により生じ
る歪を軽減している。図６の場合は分割部の方向を積層
分割鉄心一枚ごとに変えている。図７は歯と連結してい
る継鉄部の歯の中心線の延長上に切れ目４３を有する。
の高効率鉄心２１，３１，４１の各種実施例を示す。各
図において、２２，３２，４２は分割鉄心であり、各鉄
心は歯２４，３４，４４と継鉄部２５，３５，４５で構
成される。図５及び図６は歯部２４，３４に連結してい
る継鉄の分割部２３、３３で分割され、磁歪により生じ
る歪を軽減している。図６の場合は分割部の方向を積層
分割鉄心一枚ごとに変えている。図７は歯と連結してい
る継鉄部の歯の中心線の延長上に切れ目４３を有する。
【００１５】
【発明の効果】従来の鉄心においては、高磁歪材を鉄心
素材とする鉄心では素材ヒステリシス損に対する鉄心の
ヒステリシス損増加率が大きいが、本発明鉄心ではヒス
テリシス損増加率は軽減できる。従って、高飽和磁化材
であるＣｏ−Ｆｅを用いても鉄損の増加率を小さくでき
るので、小形軽量高効率が実現できる。また、磁歪の影
響は数値計算で推定し難いが、本発明の鉄心を用いる
と、数値計算で推定可能であり、鉄心素材の最適選定も
容易になる。
素材とする鉄心では素材ヒステリシス損に対する鉄心の
ヒステリシス損増加率が大きいが、本発明鉄心ではヒス
テリシス損増加率は軽減できる。従って、高飽和磁化材
であるＣｏ−Ｆｅを用いても鉄損の増加率を小さくでき
るので、小形軽量高効率が実現できる。また、磁歪の影
響は数値計算で推定し難いが、本発明の鉄心を用いる
と、数値計算で推定可能であり、鉄心素材の最適選定も
容易になる。
【図１】本発明の分割型鉄心例である歯の拡大部分と、
磁束・磁歪の方向を示す図。
磁束・磁歪の方向を示す図。
【図２】従来の一体型鉄心例である歯の拡大部分と、磁
束・磁歪の方向を示す図。
束・磁歪の方向を示す図。
【図３】本発明と従来例における鉄心ヒステリシス損の
増加率の比較結果を示す図。
増加率の比較結果を示す図。
【図４】本発明と従来例における鉄心渦電流損の増加率
の比較結果を示す図。
の比較結果を示す図。
【図５】本発明の分割した電動機鉄心の例を示す図。
【図６】本発明の分割した電動機鉄心の他の例を示す
図。
図。
【図７】本発明の切れ目を入れた電動機鉄心の例を示す
図。
図。
１、１’：電動機鉄心 ２、２’：磁束 ３、３’：磁歪による伸び ４、４’：磁歪による縮み ５：鉄心の分割部 １１：一体鉄心におけるヒステリシス損の増加率（Ｃｏ
−Ｆｅ） １２：分割した鉄心におけるヒステリシス損の増加率
（Ｃｏ−Ｆｅ） １３：一体鉄心におけるヒステリシス損の増加率（Ｓｉ
−Ｆｅ） １４：分割した鉄心におけるヒステリシス損の増加率
（Ｓｉ−Ｆｅ） １５：一体鉄心における渦電流損の増加率（Ｃｏ−Ｆ
ｅ） １６：分割した鉄心における渦電流損の増加率（Ｃｏ−
Ｆｅ） １７：一体鉄心における渦電流損の増加率（Ｓｉ−Ｆ
ｅ） １８：分割した鉄心における渦電流損の増加率（Ｓｉ−
Ｆｅ） ２１、３１、４１：鉄心 ２２、３２、４２：分割鉄心 ２３、３３：分割部 ２４、３４、４４：歯部 ２５、３５、４５：純鉄部 ４３：切れ目 ａ：磁束流れで磁歪による伸縮の影響をうける領域 ｂ：磁束流れが流れていない領域
−Ｆｅ） １２：分割した鉄心におけるヒステリシス損の増加率
（Ｃｏ−Ｆｅ） １３：一体鉄心におけるヒステリシス損の増加率（Ｓｉ
−Ｆｅ） １４：分割した鉄心におけるヒステリシス損の増加率
（Ｓｉ−Ｆｅ） １５：一体鉄心における渦電流損の増加率（Ｃｏ−Ｆ
ｅ） １６：分割した鉄心における渦電流損の増加率（Ｃｏ−
Ｆｅ） １７：一体鉄心における渦電流損の増加率（Ｓｉ−Ｆ
ｅ） １８：分割した鉄心における渦電流損の増加率（Ｓｉ−
Ｆｅ） ２１、３１、４１：鉄心 ２２、３２、４２：分割鉄心 ２３、３３：分割部 ２４、３４、４４：歯部 ２５、３５、４５：純鉄部 ４３：切れ目 ａ：磁束流れで磁歪による伸縮の影響をうける領域 ｂ：磁束流れが流れていない領域
Claims (4)
- 【請求項１】 歯と連結している継鉄部で分割されてい
ることを特徴とする電動機或いは発電機用の高効率鉄
心。 - 【請求項２】 歯の中心線で分割されていることを特徴
とする請求項１記載の電動機或いは発電機用の高効率鉄
心。 - 【請求項３】 継鉄部に、その外側から歯の中心線に沿
った切れ目を有することを特徴とする電動機或いは発電
機用の高効率鉄心。 - 【請求項４】 磁歪定数が１０×１０-6以上である軟質
磁性材料を用いることを特徴とする請求項１乃至３のい
ずれか１項に記載の電動機或いは発電機用の高効率鉄
心。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21577898A JP2000050535A (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 電動機或いは発電機用の高効率鉄心 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21577898A JP2000050535A (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 電動機或いは発電機用の高効率鉄心 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000050535A true JP2000050535A (ja) | 2000-02-18 |
Family
ID=16678083
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21577898A Withdrawn JP2000050535A (ja) | 1998-07-30 | 1998-07-30 | 電動機或いは発電機用の高効率鉄心 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000050535A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084842A1 (fr) * | 2001-04-13 | 2002-10-24 | Matsushita Ecology Systems Co., Ltd. | Stator pour moteurs a rotor interne et procede de production |
| JP2009225652A (ja) * | 2007-06-08 | 2009-10-01 | Nissan Motor Co Ltd | モータおよびモータシステム |
| WO2021215130A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ステータコア、ステータコア部材、ステータ及びモータ |
-
1998
- 1998-07-30 JP JP21577898A patent/JP2000050535A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002084842A1 (fr) * | 2001-04-13 | 2002-10-24 | Matsushita Ecology Systems Co., Ltd. | Stator pour moteurs a rotor interne et procede de production |
| JP2009225652A (ja) * | 2007-06-08 | 2009-10-01 | Nissan Motor Co Ltd | モータおよびモータシステム |
| WO2021215130A1 (ja) * | 2020-04-24 | 2021-10-28 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | ステータコア、ステータコア部材、ステータ及びモータ |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Farahani et al. | An innovative hybrid-excited multi-tooth switched reluctance motor for torque enhancement | |
| EP1391024B1 (en) | Transversal flux machine with stator made of e-shaped laminates | |
| JP5370313B2 (ja) | リニアモータ | |
| US6960858B2 (en) | Motor using permanent magnet | |
| US20040251759A1 (en) | Radial airgap, transverse flux motor | |
| JPH08182282A (ja) | 車両用永久磁石励磁同期電動機 | |
| JPS61180019A (ja) | 磁気軸受 | |
| JPH11252840A (ja) | 回転電機の回転子 | |
| JP4323940B2 (ja) | 励磁機、界磁機およびそれを用いた同期機 | |
| JP2010158095A (ja) | 電動機 | |
| JP2000050535A (ja) | 電動機或いは発電機用の高効率鉄心 | |
| JP2007202292A (ja) | 励磁機 | |
| JP2002186244A (ja) | 永久磁石型リニアモータ | |
| JP4323941B2 (ja) | 励磁機、界磁機およびそれを用いた同期機 | |
| JP2004304995A (ja) | 励磁機、界磁機、およびそれを用いた電動機 | |
| JP4249077B2 (ja) | クローポール型モータの固定子およびクローポール型モータの固定子の製造方法 | |
| JP2003134791A (ja) | 永久磁石形同期リニアモータ | |
| JP2004289895A (ja) | リニアモータ | |
| JPH11355983A (ja) | 電動機または発電機用の電機子鉄心 | |
| JPS61277362A (ja) | ３相リニア誘導子形同期モ−タ | |
| JP2001157389A (ja) | 電動機 | |
| JPS62203549A (ja) | 直線運動電動機 | |
| JPS60200757A (ja) | ハイブリツド形リニヤパルスモ−タ | |
| JP2003274581A (ja) | 同期機 | |
| JP2002199629A (ja) | モータ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |