JP2000245084A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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- JP2000245084A JP2000245084A JP11044039A JP4403999A JP2000245084A JP 2000245084 A JP2000245084 A JP 2000245084A JP 11044039 A JP11044039 A JP 11044039A JP 4403999 A JP4403999 A JP 4403999A JP 2000245084 A JP2000245084 A JP 2000245084A
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- magnet
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石電動機において、マグネットトルク
の向上を図る。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石電動機にお
いて、ロータコア１０の１極当り１つの永久磁石１１を
用いてロータコア１０の円周方向に４つ等間隔に配置
し、この永久磁石１１の断面を蒲鉾形状とし、同蒲鉾形
状の外側孤をロータコア１０の外周に沿わせ、同蒲鉾形
状の底面をシャフト４に向けて埋設してある。永久磁石
１１の磁化容易軸方向を、ステータコア１側に焦点を有
する放射状に沿った配向とし、かつ、隣接する永久磁石
１１を異極とする。この放射配向により、永久磁石１１
による磁束がステータコア１内でトルク発生の寄与に最
適なものになる。
の向上を図る。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石電動機にお
いて、ロータコア１０の１極当り１つの永久磁石１１を
用いてロータコア１０の円周方向に４つ等間隔に配置
し、この永久磁石１１の断面を蒲鉾形状とし、同蒲鉾形
状の外側孤をロータコア１０の外周に沿わせ、同蒲鉾形
状の底面をシャフト４に向けて埋設してある。永久磁石
１１の磁化容易軸方向を、ステータコア１側に焦点を有
する放射状に沿った配向とし、かつ、隣接する永久磁石
１１を異極とする。この放射配向により、永久磁石１１
による磁束がステータコア１内でトルク発生の寄与に最
適なものになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機等に用
いるインナーロータ型の永久磁石電動機に係り、特に詳
しくは、ロータコアに埋設する永久磁石の磁化容易軸方
向の配向方法によりトルクを上げるようにした永久磁石
電動機に関するものである。
いるインナーロータ型の永久磁石電動機に係り、特に詳
しくは、ロータコアに埋設する永久磁石の磁化容易軸方
向の配向方法によりトルクを上げるようにした永久磁石
電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】このインナーロータ型の永久磁石電動機
としては、例えば図４に示す構成のものがある。
としては、例えば図４に示す構成のものがある。
【０００３】図４において、２４スロットのステータコ
ア１内の磁石埋込型界磁鉄心（ロータコア）２は、断面
を蒲鉾形状としている永久磁石３を１極当り１つ用いる
とともに、この永久磁石３を当該永久磁石電動機の極数
（４極）分だけ等間隔に配置し、永久磁石３の断面円弧
側をロータコア２の外周に沿い、その底面３ａをシャフ
ト４に向けて埋設しており、隣接する永久磁石３を異極
としている。なお、５はリベットである。
ア１内の磁石埋込型界磁鉄心（ロータコア）２は、断面
を蒲鉾形状としている永久磁石３を１極当り１つ用いる
とともに、この永久磁石３を当該永久磁石電動機の極数
（４極）分だけ等間隔に配置し、永久磁石３の断面円弧
側をロータコア２の外周に沿い、その底面３ａをシャフ
ト４に向けて埋設しており、隣接する永久磁石３を異極
としている。なお、５はリベットである。
【０００４】この永久磁石３の断面の蒲鉾形状は、扇形
状に近く、この扇形状の外側孤がコア外周に沿い、また
その扇形状の内側孤を直線とした形状である。したがっ
て、永久磁石３の使用量（磁石量）が多くなることか
ら、大きなマグネットトルクの発生が期待できるととも
に、ロータコア２の中心部には、正方形のボス部が形成
されることから、リベット５を通すことができ、また、
図示しないが、かしめ部も形成することができる。しか
も、この場合、永久磁石３と中心孔４との距離がある程
度とれることから、コア強度面からも好ましい。
状に近く、この扇形状の外側孤がコア外周に沿い、また
その扇形状の内側孤を直線とした形状である。したがっ
て、永久磁石３の使用量（磁石量）が多くなることか
ら、大きなマグネットトルクの発生が期待できるととも
に、ロータコア２の中心部には、正方形のボス部が形成
されることから、リベット５を通すことができ、また、
図示しないが、かしめ部も形成することができる。しか
も、この場合、永久磁石３と中心孔４との距離がある程
度とれることから、コア強度面からも好ましい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記永久磁
石電動機においては、永久磁石３の磁化容易軸方向が蒲
鉾形状の底面（直線形状）３ａに直角方向としたパラレ
ル配向であり（図５参照）、隣接する永久磁石３が異極
となるように、永久磁石３を図４および図５の実線矢印
の向きに着磁にしている。
石電動機においては、永久磁石３の磁化容易軸方向が蒲
鉾形状の底面（直線形状）３ａに直角方向としたパラレ
ル配向であり（図５参照）、隣接する永久磁石３が異極
となるように、永久磁石３を図４および図５の実線矢印
の向きに着磁にしている。
【０００６】しかし、永久磁石３の磁化容易軸方向がパ
ラレル配向であることから、永久磁石３による磁束分布
は、同永久磁石３の断面の両側より左右対称の中心軸
（図５参照）側の方のレベルが低い傾向にある。したが
って、永久磁石３による磁束が有効に利用されず、つま
り、マグネットトルクに寄与する割合が低いという欠点
がある。
ラレル配向であることから、永久磁石３による磁束分布
は、同永久磁石３の断面の両側より左右対称の中心軸
（図５参照）側の方のレベルが低い傾向にある。したが
って、永久磁石３による磁束が有効に利用されず、つま
り、マグネットトルクに寄与する割合が低いという欠点
がある。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、永久磁石の磁化容易軸方向の配向に
工夫を施してマグネットトルクの向上を図ることがで
き、ひいてはモータ効率を上げることができるようにし
た永久磁石電動機を提供することにある。
あり、その目的は、永久磁石の磁化容易軸方向の配向に
工夫を施してマグネットトルクの向上を図ることがで
き、ひいてはモータ効率を上げることができるようにし
た永久磁石電動機を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコア１極当り１つの永久磁石を同ロータ
コアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に配置し、該永
久磁石の断面を蒲鉾形状として同蒲鉾形状の底面を当該
シャフトに向けて埋設しており、前記永久磁石の磁化容
易軸方向を前記ステータコア側に焦点を有する放射状に
沿った配向とし、かつ、前記隣接する永久磁石を異極と
してなることを特徴としている。
に、本発明は、ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコア１極当り１つの永久磁石を同ロータ
コアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に配置し、該永
久磁石の断面を蒲鉾形状として同蒲鉾形状の底面を当該
シャフトに向けて埋設しており、前記永久磁石の磁化容
易軸方向を前記ステータコア側に焦点を有する放射状に
沿った配向とし、かつ、前記隣接する永久磁石を異極と
してなることを特徴としている。
【０００９】本発明は、ステータコア内に磁石埋込型界
磁鉄心（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機に
おいて、前記ロータコア１極当り１つの永久磁石を同ロ
ータコアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に配置し、
該永久磁石の断面を蒲鉾形状として同蒲鉾形状の底面を
当該シャフトに向けて埋設しており、前記永久磁石の磁
化容易軸方向を放射状の配向にするとともに、該放射配
向の焦点を少なくとも前記ステータコアのスロット形状
の内部円周上の位置とし、かつ、前記隣接する永久磁石
を異極としてなることを特徴としている。
磁鉄心（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機に
おいて、前記ロータコア１極当り１つの永久磁石を同ロ
ータコアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に配置し、
該永久磁石の断面を蒲鉾形状として同蒲鉾形状の底面を
当該シャフトに向けて埋設しており、前記永久磁石の磁
化容易軸方向を放射状の配向にするとともに、該放射配
向の焦点を少なくとも前記ステータコアのスロット形状
の内部円周上の位置とし、かつ、前記隣接する永久磁石
を異極としてなることを特徴としている。
【００１０】前記永久磁石をフェライト磁石にするとよ
い。このフェライト磁石の材料が安価で、入手し易いこ
とから、当該永久磁石電動機の低コスト化が図れる。
い。このフェライト磁石の材料が安価で、入手し易いこ
とから、当該永久磁石電動機の低コスト化が図れる。
【００１１】前記ロータコアを組み込んでブラシレスＤ
Ｃモータとするとよい。このブラシレスＤＣモータを空
気調和機のコンプレッサ等に適用すれば、空気調和機の
性能アップが図れ、また低コスト化が可能となる。
Ｃモータとするとよい。このブラシレスＤＣモータを空
気調和機のコンプレッサ等に適用すれば、空気調和機の
性能アップが図れ、また低コスト化が可能となる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図３を参照して詳しく説明する。なお、図中、図
４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。
ないし図３を参照して詳しく説明する。なお、図中、図
４と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。
【００１３】図１および図２において、この三相四極の
永久磁石電動機のロータコア（磁石埋込型界磁鉄心）１
０は、１極当り１つの永久磁石（例えばフェライト磁
石）１１をロータコア１０の円周方向に当該極数分（４
極）だけ等間隔に配置し、永久磁石１１の断面を従来同
様の蒲鉾形状とし、この蒲鉾形状の円弧側をロータコア
１０の外周に沿わせ、かつ、この蒲鉾形状の底面１１ａ
をシャフト４に向けて埋設し、上記永久磁石の磁化容易
軸方向をラジアル配向とし、かつ、隣接する永久磁石１
１を異極としている。
永久磁石電動機のロータコア（磁石埋込型界磁鉄心）１
０は、１極当り１つの永久磁石（例えばフェライト磁
石）１１をロータコア１０の円周方向に当該極数分（４
極）だけ等間隔に配置し、永久磁石１１の断面を従来同
様の蒲鉾形状とし、この蒲鉾形状の円弧側をロータコア
１０の外周に沿わせ、かつ、この蒲鉾形状の底面１１ａ
をシャフト４に向けて埋設し、上記永久磁石の磁化容易
軸方向をラジアル配向とし、かつ、隣接する永久磁石１
１を異極としている。
【００１４】永久磁石１１の磁化容易軸方向のラジアル
配向は、ステータコア１側に焦点Ｆを有する放射状であ
り（図２の波線参照）、隣接する永久磁石１１は、異極
に着磁されている（図１および図２の実線矢印参照）。
上記ラジアル配向の放射状の焦点Ｆは、永久磁石１１の
断面の左右対称の中心軸上にある（図２参照）。
配向は、ステータコア１側に焦点Ｆを有する放射状であ
り（図２の波線参照）、隣接する永久磁石１１は、異極
に着磁されている（図１および図２の実線矢印参照）。
上記ラジアル配向の放射状の焦点Ｆは、永久磁石１１の
断面の左右対称の中心軸上にある（図２参照）。
【００１５】したがって、永久磁石１１による磁束分布
が永久磁石１１の両端側より中心側の方のレベルが高く
なることから、左右対称の中心軸側の磁束密度が従来の
パラレル配向より高くなる。
が永久磁石１１の両端側より中心側の方のレベルが高く
なることから、左右対称の中心軸側の磁束密度が従来の
パラレル配向より高くなる。
【００１６】これにより、ロータコア１を通る磁束（永
久磁石１１による磁束）が増え、この磁束が当該永久磁
石電動機のマグネットトルクの発生に寄与するため、マ
グネットトルクが従来より大きくなり、ひいてはモータ
効率を向上させることができる。しかも、この場合、永
久磁石１１としてフェライト磁石を用いても、十分なマ
グネットトルクを得ることが可能となり、永久磁石電動
機の低コスト化を実現することができる。
久磁石１１による磁束）が増え、この磁束が当該永久磁
石電動機のマグネットトルクの発生に寄与するため、マ
グネットトルクが従来より大きくなり、ひいてはモータ
効率を向上させることができる。しかも、この場合、永
久磁石１１としてフェライト磁石を用いても、十分なマ
グネットトルクを得ることが可能となり、永久磁石電動
機の低コスト化を実現することができる。
【００１７】また、図１の波線円に示すように、上記ラ
ジアル配向の放射状の焦点Ｆは、ステータコア１のスロ
ット形状の内部円周上の位置、例えば、スーテコア１の
外周と内周囲の中間よりも同内周側の位置にある。すな
わち、永久磁石１１による磁束分布のレベルが左右対称
の中心軸側で高くなり、しかもこの磁束がステータコア
１に適切に発生することから、ステータコア１には多く
の磁束が通るとともに、マグネットトルクの発生に最適
な磁束が生じるようになる。この磁束によって、当該永
久磁石電動機には、より大きなマグネットトルクが発生
する。つまり、マグネットトルクが向上し、ひいてはモ
ータ効率をより向上させることができる。
ジアル配向の放射状の焦点Ｆは、ステータコア１のスロ
ット形状の内部円周上の位置、例えば、スーテコア１の
外周と内周囲の中間よりも同内周側の位置にある。すな
わち、永久磁石１１による磁束分布のレベルが左右対称
の中心軸側で高くなり、しかもこの磁束がステータコア
１に適切に発生することから、ステータコア１には多く
の磁束が通るとともに、マグネットトルクの発生に最適
な磁束が生じるようになる。この磁束によって、当該永
久磁石電動機には、より大きなマグネットトルクが発生
する。つまり、マグネットトルクが向上し、ひいてはモ
ータ効率をより向上させることができる。
【００１８】ところで、上記ロータコア１０の製造にお
いては、コアプレス金型を用いて自動プレスで電磁鋼板
を打ち抜き、金型内でかしめて一体的に形成するコア積
層方式（自動積層方式）を採用する。
いては、コアプレス金型を用いて自動プレスで電磁鋼板
を打ち抜き、金型内でかしめて一体的に形成するコア積
層方式（自動積層方式）を採用する。
【００１９】一方、永久磁石１１は、必要な磁性材料を
磁界プレスして断面を蒲鉾形状に成形し、しかる後焼結
して焼結磁石として得る。この磁界プレスの際に、永久
磁石１１の磁化容易軸方向を上述したラジアル配向に揃
える。
磁界プレスして断面を蒲鉾形状に成形し、しかる後焼結
して焼結磁石として得る。この磁界プレスの際に、永久
磁石１１の磁化容易軸方向を上述したラジアル配向に揃
える。
【００２０】また、永久磁石１１は、必要な磁性材料
（例えば安価なフェライト磁石粉末）等を溶かし、磁場
中の射出成形金型内で断面を蒲鉾形状に成形して得るよ
うにしてもよい。この際、永久磁石１１の磁化容易軸方
向を上述したラジアル配向に揃える。
（例えば安価なフェライト磁石粉末）等を溶かし、磁場
中の射出成形金型内で断面を蒲鉾形状に成形して得るよ
うにしてもよい。この際、永久磁石１１の磁化容易軸方
向を上述したラジアル配向に揃える。
【００２１】そして、プレス加工の工程において、中心
孔（シャフト４の孔）４ａ、永久磁石１１の埋設孔、リ
ベット１３の通し孔を打ち抜き、図３に示すように、自
動的にプレスし、コアシート１０ａをかしめながら積層
してロータコア１０を形成する。
孔（シャフト４の孔）４ａ、永久磁石１１の埋設孔、リ
ベット１３の通し孔を打ち抜き、図３に示すように、自
動的にプレスし、コアシート１０ａをかしめながら積層
してロータコア１０を形成する。
【００２２】しかる後、上記永久磁石１１を埋設、着磁
する一方（図１および図２に示す永久磁石内の実線矢印
参照）、図３に示すように、ロータコア１０の両端部に
蓋をした後、リベット１４を通してかしめて当該ロータ
コア１０の製造を終了する。
する一方（図１および図２に示す永久磁石内の実線矢印
参照）、図３に示すように、ロータコア１０の両端部に
蓋をした後、リベット１４を通してかしめて当該ロータ
コア１０の製造を終了する。
【００２３】図１について、追加的に説明すると、これ
は、永久磁石電動機を三相四極モータとした場合であ
り、２４スロットのステータコア１０には、Ｕ相、Ｖ相
およびＷ相の電機子巻線が施されており、外径側の電機
子巻線がＵ相、内径側の電機子巻線がＷ相、その中間の
電機子巻線がＶ相になっているが、スロット数や電機子
巻線数が異なってもよい。
は、永久磁石電動機を三相四極モータとした場合であ
り、２４スロットのステータコア１０には、Ｕ相、Ｖ相
およびＷ相の電機子巻線が施されており、外径側の電機
子巻線がＵ相、内径側の電機子巻線がＷ相、その中間の
電機子巻線がＶ相になっているが、スロット数や電機子
巻線数が異なってもよい。
【００２４】また、前述したロータコア１０をブラシレ
スＤＣモータに利用し、例えば、空気調和機のコンプレ
ッサ等に適用すれば、空気調和機の性能アップが図るこ
とができるとともに、安価なフェライト磁石を永久磁石
１１の材料とすれば、空気調和機の低コスト化が可能と
なる。
スＤＣモータに利用し、例えば、空気調和機のコンプレ
ッサ等に適用すれば、空気調和機の性能アップが図るこ
とができるとともに、安価なフェライト磁石を永久磁石
１１の材料とすれば、空気調和機の低コスト化が可能と
なる。
【００２５】
【発明の効果】以上説明した本発明によれば、以下に示
す効果を奏する。本発明は、ロータコアに埋設する永久
磁石を１極当り１つとして当該極数分だけ等間隔に埋設
し、その断面を蒲鉾形状とし、永久磁石の磁化容易軸方
向をステータコア側に焦点を有する放射状に沿った配向
とし、かつ、前記隣接する永久磁石を異極としているこ
とから、永久磁石による磁束分布のレベルは、同永久磁
石の断面の左右対称中心軸側で高くなり、永久磁石の形
状を変えることなく、ロータコアを通る磁束を増やすこ
とができるばかりか、この磁束がマグネットトルク発生
の寄与に有効に働き、マグネットトルクを大きくするこ
とでモータ効率の向上を図ることができるという効果が
ある。
す効果を奏する。本発明は、ロータコアに埋設する永久
磁石を１極当り１つとして当該極数分だけ等間隔に埋設
し、その断面を蒲鉾形状とし、永久磁石の磁化容易軸方
向をステータコア側に焦点を有する放射状に沿った配向
とし、かつ、前記隣接する永久磁石を異極としているこ
とから、永久磁石による磁束分布のレベルは、同永久磁
石の断面の左右対称中心軸側で高くなり、永久磁石の形
状を変えることなく、ロータコアを通る磁束を増やすこ
とができるばかりか、この磁束がマグネットトルク発生
の寄与に有効に働き、マグネットトルクを大きくするこ
とでモータ効率の向上を図ることができるという効果が
ある。
【００２６】本発明は、上記放射配向の焦点をステータ
コアのスロット形状の内部円周上としていることから、
ステータコア側における永久磁石による磁束分布が永久
磁石の断面の左右対称の中心軸側に高く、しかも、ステ
ータコアにはマグネットトルクの発生に寄与する最適な
磁束が生じることにより、更なるマグネットトルクの向
上を図ることができ、ひいてはよりモータ効率の向上を
図ることができるという効果がある。
コアのスロット形状の内部円周上としていることから、
ステータコア側における永久磁石による磁束分布が永久
磁石の断面の左右対称の中心軸側に高く、しかも、ステ
ータコアにはマグネットトルクの発生に寄与する最適な
磁束が生じることにより、更なるマグネットトルクの向
上を図ることができ、ひいてはよりモータ効率の向上を
図ることができるという効果がある。
【図１】本発明の実施の形態を説明するための永久磁石
電動機の概略的平面図。
電動機の概略的平面図。
【図２】図１に示す永久磁石電動機のロータコアを構成
する永久磁石の概略的平面図。
する永久磁石の概略的平面図。
【図３】図１に示す永久磁石を構成するロータコアの概
略的断面図。
略的断面図。
【図４】従来の永久磁石電動機を説明するための概略的
平面図。
平面図。
【図５】図１に示す永久磁石電動機のロータコアを構成
する永久磁石の概略的平面図。
する永久磁石の概略的平面図。
１ ステータコア ４ シャフト ４ａ 中心孔（シャフト４の孔） １０ ロータコア（磁石埋込型界磁鉄心） １１ 永久磁石（蒲鉾形状の） １１ａ 底面（蒲鉾形状の） １２ リベット Ｆ 焦点
フロントページの続き (72)発明者 塚本 聡 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 Ｆターム(参考） 5H019 AA04 CC03 CC07 DD04 EE14 FF03 5H621 BB07 GA01 GA04 GA15 JK02 5H622 AA03 CA02 CA05 CA10 CA13 CB04 CB05 DD01 PP03 PP19 QB01
Claims (4)
- 【請求項１】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコア１極当り１つの永久磁石を同ロータ
コアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に配置し、該永
久磁石の断面を蒲鉾形状として同蒲鉾形状の底面を当該
シャフトに向けて埋設しており、前記永久磁石の磁化容
易軸方向を前記ステータコア側に焦点を有する放射状に
沿った配向とし、かつ、前記隣接する永久磁石を異極と
してなることを特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項２】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコア１極当り１つの永久磁石を同ロータ
コアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に配置し、該永
久磁石の断面を蒲鉾形状として同蒲鉾形状の底面を当該
シャフトに向けて埋設しており、前記永久磁石の磁化容
易軸方向を放射状の配向にするとともに、該放射配向の
焦点を少なくとも前記ステータコアのスロット形状の内
部円周上の位置とし、かつ、前記隣接する永久磁石を異
極としてなることを特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項３】 前記永久磁石をフェライト磁石とした請
求項１または２に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項４】 前記ロータコアを組み込んでブラシレス
ＤＣモータとしてなる請求項１，２または３に記載の永
久磁石電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11044039A JP2000245084A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 永久磁石電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11044039A JP2000245084A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 永久磁石電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000245084A true JP2000245084A (ja) | 2000-09-08 |
Family
ID=12680491
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11044039A Withdrawn JP2000245084A (ja) | 1999-02-23 | 1999-02-23 | 永久磁石電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000245084A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001043259A1 (fr) * | 1999-12-13 | 2001-06-14 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Moteur du type a aimant permanent et procede de production correspondant |
| FR2873513A1 (fr) * | 2004-07-22 | 2006-01-27 | Mitsubishi Electric Corp | Moteur electrique sans balais |
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