JP2001025190A - 電動機のロータ - Google Patents
電動機のロータInfo
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
Landscapes
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロータ内の永久磁石を減磁させてしまう程強
い弱め界磁制御を行うことなく、かつ、容易にロータ側
の磁束を弱くすることができ、もって、より高い回転数
を得ることができる電動機のロータを提供する 【解決手段】 永久磁石が設けられた電動機のロータ１
において、ロータ１の回転数が上昇することにより、そ
の位置がロータコア１１に近接する方向に変化して磁路
を形成する可動鉄心２０を有することを特徴とする電動
機のロータ。
い弱め界磁制御を行うことなく、かつ、容易にロータ側
の磁束を弱くすることができ、もって、より高い回転数
を得ることができる電動機のロータを提供する 【解決手段】 永久磁石が設けられた電動機のロータ１
において、ロータ１の回転数が上昇することにより、そ
の位置がロータコア１１に近接する方向に変化して磁路
を形成する可動鉄心２０を有することを特徴とする電動
機のロータ。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電動機のロータに
関し、特に、高速回転を可能にした電動機のロータに関
する。
関し、特に、高速回転を可能にした電動機のロータに関
する。
【０００２】
【従来の技術】電動機、すなわちモータは、既に十分な
技術が蓄積されたものであると見られて来たが、近年、
電気自動車の開発や環境問題などから、小型・軽量化、
高効率化を行うために、再び様々な技術開発が行われる
ようになっている。
技術が蓄積されたものであると見られて来たが、近年、
電気自動車の開発や環境問題などから、小型・軽量化、
高効率化を行うために、再び様々な技術開発が行われる
ようになっている。
【０００３】その様なかにあって、近年開発された技術
の一つに弱め界磁制御がある。この技術は、例えば日経
メカニカル、ｎｏ．４９５、第３２〜３３頁（１９９６
年１２月９発行）に掲載されているように、ロータ内に
永久磁石を埋め込んだタイプ（ＩＰＭ (Internal Parma
nent Magnet)と称している）のモータにおいて、回転数
をより高くするための技術である。
の一つに弱め界磁制御がある。この技術は、例えば日経
メカニカル、ｎｏ．４９５、第３２〜３３頁（１９９６
年１２月９発行）に掲載されているように、ロータ内に
永久磁石を埋め込んだタイプ（ＩＰＭ (Internal Parma
nent Magnet)と称している）のモータにおいて、回転数
をより高くするための技術である。
【０００４】この弱め界磁制御について概説する。ま
ず、ロータの回転数は、ロータの回転にともない発生す
る起電力である発電機成分（誘起電圧）とロータを回転
させるモータ成分（電源電圧）とが互いに均衡し、これ
以上モータを回転させるためのトルクが出せなくなった
ところで回転数の限界に達する。そして、弱め界磁制御
は、ロータから出てくる磁束をステータのコイルからの
磁束で抑えることにより、発電機成分の働きを弱め、こ
の弱め界磁を加えない場合よりも高い回転数を得るもの
である。
ず、ロータの回転数は、ロータの回転にともない発生す
る起電力である発電機成分（誘起電圧）とロータを回転
させるモータ成分（電源電圧）とが互いに均衡し、これ
以上モータを回転させるためのトルクが出せなくなった
ところで回転数の限界に達する。そして、弱め界磁制御
は、ロータから出てくる磁束をステータのコイルからの
磁束で抑えることにより、発電機成分の働きを弱め、こ
の弱め界磁を加えない場合よりも高い回転数を得るもの
である。
【０００５】また、回転数を高めるための技術として、
例えば特開平７−２８８９４０号公報には、ロータの界
磁極を形成する永久磁石の間に、その位置が可変可能な
磁石を設け、ロータの回転によりこの磁石の位置が変化
して、ロータの回転の上昇にともない界磁束を減少させ
ることができる回転電機が開示されている。
例えば特開平７−２８８９４０号公報には、ロータの界
磁極を形成する永久磁石の間に、その位置が可変可能な
磁石を設け、ロータの回転によりこの磁石の位置が変化
して、ロータの回転の上昇にともない界磁束を減少させ
ることができる回転電機が開示されている。
【０００６】これら２つの技術の共通する点は、モータ
が高回転となった時にロータの磁束を弱めて、発電機成
分を弱くし、より高い回転数でロータを回転させること
ができる点である。
が高回転となった時にロータの磁束を弱めて、発電機成
分を弱くし、より高い回転数でロータを回転させること
ができる点である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前者の
弱め界磁制御を行った場合、ロータに埋め込である永久
磁石に対して、その磁力を抑える磁束が作用するため、
あまり強い磁束を加えると、永久磁石そのものが磁力を
失ってしまうといった問題が発生する。また、前記公報
に記載された技術では、永久磁石の間に可動する磁石を
設けることとなっているが、この可動磁石が永久磁石の
間にあって可動させることは、磁石同士の吸引力や反発
力などのため、技術的に非常に難しいことが予想され
る。
弱め界磁制御を行った場合、ロータに埋め込である永久
磁石に対して、その磁力を抑える磁束が作用するため、
あまり強い磁束を加えると、永久磁石そのものが磁力を
失ってしまうといった問題が発生する。また、前記公報
に記載された技術では、永久磁石の間に可動する磁石を
設けることとなっているが、この可動磁石が永久磁石の
間にあって可動させることは、磁石同士の吸引力や反発
力などのため、技術的に非常に難しいことが予想され
る。
【０００８】そこで、本発明の目的は、ロータ内の永久
磁石を減磁させてしまう程強い弱め界磁制御を行うこと
なく、かつ、容易にロータ側の磁束を弱くすることがで
き、もって、より高い回転数を得ることができる電動機
のロータを提供することである。
磁石を減磁させてしまう程強い弱め界磁制御を行うこと
なく、かつ、容易にロータ側の磁束を弱くすることがで
き、もって、より高い回転数を得ることができる電動機
のロータを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、下記す
る手段により達成される。
る手段により達成される。
【００１０】（１）永久磁石が設けられた電動機のロー
タにおいて、前記ロータの回転数が上昇することによ
り、その位置が前記ロータのロータコアに近接する方向
に変化して磁路を形成する磁路形成手段を有することを
特徴とする電動機のロータ。
タにおいて、前記ロータの回転数が上昇することによ
り、その位置が前記ロータのロータコアに近接する方向
に変化して磁路を形成する磁路形成手段を有することを
特徴とする電動機のロータ。
【００１１】（２）前記磁路形成手段は、弾性材によっ
てその位置が規制されており、前記ロータの回転により
作用する遠心力が前記弾性材の弾性力より大きくなった
ときに、前記磁路形成手段の一部が前記ロータコアに接
することを特徴とする電動機のロータ。
てその位置が規制されており、前記ロータの回転により
作用する遠心力が前記弾性材の弾性力より大きくなった
ときに、前記磁路形成手段の一部が前記ロータコアに接
することを特徴とする電動機のロータ。
【００１２】（３）前記ロータコアはその内部に空間を
有し、前記磁路形成手段が該空間内に設けられているこ
とを特徴とする電動機のロータ。
有し、前記磁路形成手段が該空間内に設けられているこ
とを特徴とする電動機のロータ。
【００１３】（４）前記磁路形成手段は、前記ロータコ
アの端部に設けられていて、その一部が前記弾性材によ
って支持されており、前記弾性材は前記ロータコアに設
けられているフラックスバリア内に収容可能となってい
ることを特徴とする電動機のロータ。
アの端部に設けられていて、その一部が前記弾性材によ
って支持されており、前記弾性材は前記ロータコアに設
けられているフラックスバリア内に収容可能となってい
ることを特徴とする電動機のロータ。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、請求項ごとに以下のよ
うな効果を奏する。
うな効果を奏する。
【００１５】請求項１記載の本発明によれば、電動機の
ロータに、その位置がロータの回転数の上昇の伴ってロ
ータコアに近接する方向に変化して磁路を形成する磁路
形成手段を設けたので、ロータの回転数が上昇すると、
磁路形成手段がロータコアに近接するため、ロータ内に
設けられている永久磁石からの磁束がこの磁路形成手段
内を通るようになる。したがって、回転数が上昇したと
きには、ロータの外へ作用する磁束、すなわち、ロータ
に設けられている永久磁石による界磁束が弱められるこ
とになり、この弱められた分だけ発電機成分が少なくな
り、より高回転数を得ることができるようになる。
ロータに、その位置がロータの回転数の上昇の伴ってロ
ータコアに近接する方向に変化して磁路を形成する磁路
形成手段を設けたので、ロータの回転数が上昇すると、
磁路形成手段がロータコアに近接するため、ロータ内に
設けられている永久磁石からの磁束がこの磁路形成手段
内を通るようになる。したがって、回転数が上昇したと
きには、ロータの外へ作用する磁束、すなわち、ロータ
に設けられている永久磁石による界磁束が弱められるこ
とになり、この弱められた分だけ発電機成分が少なくな
り、より高回転数を得ることができるようになる。
【００１６】請求項２記載の本発明によれば、弾性材に
よって磁路形成手段の位置を規制し、前記ロータの回転
により作用する遠心力が弾性材の弾性力より大きくなっ
たときに、磁路形成手段の一部がロータコアに接するよ
うにしたので、磁路形成手段がロータに接触する回転数
を弾性材の弾性力を適宜選択することで決めることがで
きる。
よって磁路形成手段の位置を規制し、前記ロータの回転
により作用する遠心力が弾性材の弾性力より大きくなっ
たときに、磁路形成手段の一部がロータコアに接するよ
うにしたので、磁路形成手段がロータに接触する回転数
を弾性材の弾性力を適宜選択することで決めることがで
きる。
【００１７】請求項３記載の本発明によれば、ロータコ
アの内部に空間を設けて、この空間内に磁路形成手段を
設けたので、ロータの動きを妨げることなく、ロータの
回転によって、その位置が変化する磁路形成手段をロー
タ内に設けることができる。
アの内部に空間を設けて、この空間内に磁路形成手段を
設けたので、ロータの動きを妨げることなく、ロータの
回転によって、その位置が変化する磁路形成手段をロー
タ内に設けることができる。
【００１８】請求項４記載の本発明によれば、磁路形成
手段をロータコアの端部に設け、かつ、磁路形成手段を
支持している弾性材をロータコアに設けられているフラ
ックスバリア内に収容可能としたので、弾性材が磁路形
成手段とロータとの間で邪魔にならずに、磁路形成手段
をロータコアに完全に接触させることができる。
手段をロータコアの端部に設け、かつ、磁路形成手段を
支持している弾性材をロータコアに設けられているフラ
ックスバリア内に収容可能としたので、弾性材が磁路形
成手段とロータとの間で邪魔にならずに、磁路形成手段
をロータコアに完全に接触させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して、
本発明の実施の形態を説明する。
本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】《実施形態１》図１は、本発明に係るロー
タを出力軸（モータシャフト）方向から見た平面図で、
図１（ａ）は停止また回転の初期段階の状態を示し、図
１（ｂ）は回転数が一定数以上となった状態を示す。図
２は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
タを出力軸（モータシャフト）方向から見た平面図で、
図１（ａ）は停止また回転の初期段階の状態を示し、図
１（ｂ）は回転数が一定数以上となった状態を示す。図
２は、図１（ａ）中のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【００２１】このロータ１は、ケイ素鋼板を積層するこ
とにより形成したロータコア１１と、このロータコア１
１内に埋め込まれた４つの永久磁石１２と、ロータコア
１１の中心を通る出力軸１３とからなり、さらに、ロー
タコア１１の両端部に設けられた空間１４内に、各々、
その一端が支軸２１によって回動自在に支持され、他端
が弾性材であるばね２２により支持されている４つの可
動鉄心２０を有する。この可動鉄心２０は、磁路形成手
段となるもので、４つとも同じ形状をしており、その外
周面は、図１（ｂ）に示すように、ロータコア１１に設
けられている空間１４の内壁に接触した際に、隙間なく
沿うような円弧形状となっている。また、この可動鉄心
２０の素材としては、ロータコア１１に可動鉄心２０が
接触したときに磁路が形成されるようなものであれば、
特に限定されるものではないが、例えばロータやステー
タなどに使用されているケイ素鋼板（電磁鋼板などとも
称する）が好ましい。
とにより形成したロータコア１１と、このロータコア１
１内に埋め込まれた４つの永久磁石１２と、ロータコア
１１の中心を通る出力軸１３とからなり、さらに、ロー
タコア１１の両端部に設けられた空間１４内に、各々、
その一端が支軸２１によって回動自在に支持され、他端
が弾性材であるばね２２により支持されている４つの可
動鉄心２０を有する。この可動鉄心２０は、磁路形成手
段となるもので、４つとも同じ形状をしており、その外
周面は、図１（ｂ）に示すように、ロータコア１１に設
けられている空間１４の内壁に接触した際に、隙間なく
沿うような円弧形状となっている。また、この可動鉄心
２０の素材としては、ロータコア１１に可動鉄心２０が
接触したときに磁路が形成されるようなものであれば、
特に限定されるものではないが、例えばロータやステー
タなどに使用されているケイ素鋼板（電磁鋼板などとも
称する）が好ましい。
【００２２】なお、このロータ１をモータに採用した際
のステータの構造は、従来のものと同様で良い。したが
って、ここでは、ステータの説明は省略する。また、こ
のようにロータコア内に永久磁石を埋め込んだタイプの
モータをＩＰＭモータと称しており、本実施形態１で
は、周知の同期モータとして動作する。
のステータの構造は、従来のものと同様で良い。したが
って、ここでは、ステータの説明は省略する。また、こ
のようにロータコア内に永久磁石を埋め込んだタイプの
モータをＩＰＭモータと称しており、本実施形態１で
は、周知の同期モータとして動作する。
【００２３】このロータ１の動作について説明する。
【００２４】このロータ１は、通常の同期モータと同じ
ように、図示しないステータのコイルに電流が流される
ことにより回転する。回転の初期段階では、図１（ａ）
に示したように、可動鉄心２０はばね２２の弾性力によ
り内側へ引っ張られていて、ロータコア１１に設けられ
ている空間１４の内壁から離れた状態となっている。そ
して、回転数が一定以上となった時点で、可動鉄心２０
は、ロータ１の回転による遠心力の作用により、支軸２
１を支点として外側へ回動し、図１（ｂ）に示すよう
に、ロータコア１１に設けられている空間１４の内壁に
沿うようにロータコア１１と接触する。
ように、図示しないステータのコイルに電流が流される
ことにより回転する。回転の初期段階では、図１（ａ）
に示したように、可動鉄心２０はばね２２の弾性力によ
り内側へ引っ張られていて、ロータコア１１に設けられ
ている空間１４の内壁から離れた状態となっている。そ
して、回転数が一定以上となった時点で、可動鉄心２０
は、ロータ１の回転による遠心力の作用により、支軸２
１を支点として外側へ回動し、図１（ｂ）に示すよう
に、ロータコア１１に設けられている空間１４の内壁に
沿うようにロータコア１１と接触する。
【００２５】これにより、このロータ１の永久磁石１２
から出ている磁束のうち、界磁成分が弱められることに
なる。これを図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して説
明する。
から出ている磁束のうち、界磁成分が弱められることに
なる。これを図１（ａ）および図１（ｂ）を参照して説
明する。
【００２６】まず、回転の初期段階では、図１（ａ）に
示したように、可動鉄心２０はロータコア１１から離れ
ている。このため、永久磁石１２に対してこの可動鉄心
２０は何等影響を及ぼすことはなく、永久磁束１２の磁
束（図示磁力線Ｂとして表す）は、図示するように、全
てロータコア１１内を通りモータの界磁成分として作用
する。そして、回転数が一定数以上となった時点で、図
１（ｂ）に示したように、可動鉄心２０がロータコア１
１に接触する。そうすると、この可動鉄心２０によっ
て、ロータコア１１の内側に磁路が形成されるため、永
久磁石１２の磁束の一部（図示磁力線Ｂ２）がこの可動
鉄心２０側を通るようになる。このため、可動鉄心２０
を通る磁束の分、モータの界磁成分となる磁束（図示磁
力線Ｂ１）が少なくなる。したがって、ロータの回転数
が一定数以上となった時点で、永久磁石１２の界磁成分
が弱くなるのである。ここで可動鉄心２０が動く回転数
は、ロータ１の回転によって生じる遠心力とばね２２の
弾性力との関係によって決定される。したがって、ばね
２２の弾性力（張力）を適宜選択することで、ロータ１
の回転数が一定以上となったところで、可動鉄心２０を
ロータコア１１に接触するようにできる。
示したように、可動鉄心２０はロータコア１１から離れ
ている。このため、永久磁石１２に対してこの可動鉄心
２０は何等影響を及ぼすことはなく、永久磁束１２の磁
束（図示磁力線Ｂとして表す）は、図示するように、全
てロータコア１１内を通りモータの界磁成分として作用
する。そして、回転数が一定数以上となった時点で、図
１（ｂ）に示したように、可動鉄心２０がロータコア１
１に接触する。そうすると、この可動鉄心２０によっ
て、ロータコア１１の内側に磁路が形成されるため、永
久磁石１２の磁束の一部（図示磁力線Ｂ２）がこの可動
鉄心２０側を通るようになる。このため、可動鉄心２０
を通る磁束の分、モータの界磁成分となる磁束（図示磁
力線Ｂ１）が少なくなる。したがって、ロータの回転数
が一定数以上となった時点で、永久磁石１２の界磁成分
が弱くなるのである。ここで可動鉄心２０が動く回転数
は、ロータ１の回転によって生じる遠心力とばね２２の
弾性力との関係によって決定される。したがって、ばね
２２の弾性力（張力）を適宜選択することで、ロータ１
の回転数が一定以上となったところで、可動鉄心２０を
ロータコア１１に接触するようにできる。
【００２７】なお、図１において磁力線ＢおよびＢ１，
Ｂ２は１つの永久磁石についてのみ示したが、他の永久
磁石についても同じである。
Ｂ２は１つの永久磁石についてのみ示したが、他の永久
磁石についても同じである。
【００２８】これにより、このロータを採用したモータ
では、従来のように弱め界磁制御を行わなくとも、発電
機成分とモータ成分が均衡する点よりもより高回転で回
転させることが可能となる。また、このロータでは、さ
らに弱め界磁制御を加えても良く、その場合には、永久
磁石を減磁させない程度の弱め界磁で、さらなる高回転
を得ることも可能となる。
では、従来のように弱め界磁制御を行わなくとも、発電
機成分とモータ成分が均衡する点よりもより高回転で回
転させることが可能となる。また、このロータでは、さ
らに弱め界磁制御を加えても良く、その場合には、永久
磁石を減磁させない程度の弱め界磁で、さらなる高回転
を得ることも可能となる。
【００２９】《実施形態２》図３は、本実施形態２にお
けるロータの構造を説明するための斜視図であり図４は
部分断面図である。なお、本実施形態２においても、こ
のロータ２を採用したモータにおけるステータの構造は
従来と同様であるので、その説明は省略する。
けるロータの構造を説明するための斜視図であり図４は
部分断面図である。なお、本実施形態２においても、こ
のロータ２を採用したモータにおけるステータの構造は
従来と同様であるので、その説明は省略する。
【００３０】本実施形態２におけるロータ２は、図示す
るように、ロータコア５１の出力軸５３方向両端に可動
鉄心６０を設けたものである。なお、ロータコア５１内
には永久磁石５２が埋め込まれている。また、図４にお
いて付号丸Ｓおよび丸Ｎは永久磁石５２の極性を示すも
のである。
るように、ロータコア５１の出力軸５３方向両端に可動
鉄心６０を設けたものである。なお、ロータコア５１内
には永久磁石５２が埋め込まれている。また、図４にお
いて付号丸Ｓおよび丸Ｎは永久磁石５２の極性を示すも
のである。
【００３１】可動鉄心６０は、磁路形成手段として機能
し、ロータコア５１の両端において、ロータコア５１の
出力軸５３部分に設けられている支持部材６１によりそ
の一端が回動自在に支持されており、他端がばね６２に
より支持されている。そして、ばね６２は、ロータコア
５１に設けられているフラックスバリア５４の空間内に
収容されるようになっている。ここでフラックスバリア
５４は、非磁性材６３、例えば樹脂やアルミニウムなど
により、両端に空間が残るようにその一部が埋められて
いて、この非磁性材６３によって、ばね６２の一端が支
持されており、ばね６２の弾性力が可動鉄心６０に作用
し、かつ、両端の空間でばね６２が収容できるようにな
っている。
し、ロータコア５１の両端において、ロータコア５１の
出力軸５３部分に設けられている支持部材６１によりそ
の一端が回動自在に支持されており、他端がばね６２に
より支持されている。そして、ばね６２は、ロータコア
５１に設けられているフラックスバリア５４の空間内に
収容されるようになっている。ここでフラックスバリア
５４は、非磁性材６３、例えば樹脂やアルミニウムなど
により、両端に空間が残るようにその一部が埋められて
いて、この非磁性材６３によって、ばね６２の一端が支
持されており、ばね６２の弾性力が可動鉄心６０に作用
し、かつ、両端の空間でばね６２が収容できるようにな
っている。
【００３２】フラックスバリア５４は、周知のように、
例えば図５に示すように、ロータコア５１内に、永久磁
石５２の両端と接するように設けられた空間で、磁束の
通路を調整したり漏れ磁束をなくすなどの働きをするも
のである。なお、空間に限らず、本実施形態３のように
非磁性材によって埋め込まれていても、その働きは全く
同じである。
例えば図５に示すように、ロータコア５１内に、永久磁
石５２の両端と接するように設けられた空間で、磁束の
通路を調整したり漏れ磁束をなくすなどの働きをするも
のである。なお、空間に限らず、本実施形態３のように
非磁性材によって埋め込まれていても、その働きは全く
同じである。
【００３３】このロータ２の動作について説明する。
【００３４】まず、ロータ２の回転数が低い状態では、
図４（ａ）に示すように、可動鉄心６０はばね６２の弾
性力によって、ロータコア５１から離れた状態となって
いる。そして、ロータ２の回転数が上昇すると、それに
つれて可動鉄心６０には遠心力が作用し、この遠心力が
ばね６２の弾性力より強くなった時点で、可動鉄心６０
はロータコア５１に接触する。このとき、ばね６２は、
フラックスバリア５４の空間内に収容されるため、可動
鉄心６０とロータコア５１とは完全に接触した状態とな
る。
図４（ａ）に示すように、可動鉄心６０はばね６２の弾
性力によって、ロータコア５１から離れた状態となって
いる。そして、ロータ２の回転数が上昇すると、それに
つれて可動鉄心６０には遠心力が作用し、この遠心力が
ばね６２の弾性力より強くなった時点で、可動鉄心６０
はロータコア５１に接触する。このとき、ばね６２は、
フラックスバリア５４の空間内に収容されるため、可動
鉄心６０とロータコア５１とは完全に接触した状態とな
る。
【００３５】このように動作する本実施形態２では、低
回転数のときには、図４（ａ）に示したように、可動鉄
心６０がロータコア５１から離れているため、永久磁石
５２から出た磁束Ｂは全てステータ５５を通る界磁成分
として作用する。
回転数のときには、図４（ａ）に示したように、可動鉄
心６０がロータコア５１から離れているため、永久磁石
５２から出た磁束Ｂは全てステータ５５を通る界磁成分
として作用する。
【００３６】そして、ロータ２の回転が一定数以上とな
ったところで、図４（ｂ）に示すように、可動鉄心６０
は、ロータ２の回転による遠心力によってロータコア５
１に接触する。これにより、永久磁石５２からの磁束の
一部Ｂ２が、接触した可動鉄心６０を通るようになるた
め、界磁成分として作用する磁束Ｂ１が弱められること
になり、その分、発電機成分が弱くなって、より高回転
にすることが可能となる。なお、可動鉄心６０が動く回
転数は、ロータ２の回転によって生じる遠心力とばね６
２の弾性力との関係によって決定される。したがって、
ばね２２の弾性力（圧縮力）を適宜選択することで、ロ
ータ２の回転数が一定以上となったところで、可動鉄心
６０がロータコア５１に接触するようにできる。
ったところで、図４（ｂ）に示すように、可動鉄心６０
は、ロータ２の回転による遠心力によってロータコア５
１に接触する。これにより、永久磁石５２からの磁束の
一部Ｂ２が、接触した可動鉄心６０を通るようになるた
め、界磁成分として作用する磁束Ｂ１が弱められること
になり、その分、発電機成分が弱くなって、より高回転
にすることが可能となる。なお、可動鉄心６０が動く回
転数は、ロータ２の回転によって生じる遠心力とばね６
２の弾性力との関係によって決定される。したがって、
ばね２２の弾性力（圧縮力）を適宜選択することで、ロ
ータ２の回転数が一定以上となったところで、可動鉄心
６０がロータコア５１に接触するようにできる。
【００３７】このように、このロータを採用したモータ
では、従来のように弱め界磁制御を行わなくとも、発電
機成分とモータ成分が均衡する点よりもより高回転で回
転させることが可能となる。また、このロータでは、磁
石を減磁させない程度の弱め界磁を加えても良く、その
場合には、さらなる高回転を得ることも可能となる。
では、従来のように弱め界磁制御を行わなくとも、発電
機成分とモータ成分が均衡する点よりもより高回転で回
転させることが可能となる。また、このロータでは、磁
石を減磁させない程度の弱め界磁を加えても良く、その
場合には、さらなる高回転を得ることも可能となる。
【００３８】また、本実施形態２では、ロータ２の両端
部に、可動鉄心６０を設けただけであるので、ロータコ
ア５１自体の形状は従来のものをそのまま使用すること
ができるため、製造が容易である。
部に、可動鉄心６０を設けただけであるので、ロータコ
ア５１自体の形状は従来のものをそのまま使用すること
ができるため、製造が容易である。
【００３９】《実施形態３》図６は、本発明のロータを
採用したモータの構造を説明するための断面図である。
採用したモータの構造を説明するための断面図である。
【００４０】このモータ７０は、ホイールシャフト７１
の内部に空間をもち、このホイールシャフト７１の外周
にロータコア７３が設けられたホイールインモータと称
するものである。ロータコア７３内部には、図示しない
永久磁石が埋め込まれていて、ロータコア７３の外側に
はステータ７５を有する。
の内部に空間をもち、このホイールシャフト７１の外周
にロータコア７３が設けられたホイールインモータと称
するものである。ロータコア７３内部には、図示しない
永久磁石が埋め込まれていて、ロータコア７３の外側に
はステータ７５を有する。
【００４１】そして、このモータ７０のホイールシャフ
ト７１の空間部分には、アクチュエータ８１によって可
動する可動鉄心８０を有する。
ト７１の空間部分には、アクチュエータ８１によって可
動する可動鉄心８０を有する。
【００４２】この可動鉄心８０は、磁路形成手段となる
もので、アクチュエータ８１の動作によって、ホイール
シャフト７１の内側に近接したり、離間したりする。こ
こで、この可動鉄心８０自体は、回転せず、ホイールシ
ャフト７１の回転方向に対しては固定されている。した
がって、近接時においては、ホイールシャフト７１の回
転を妨げないようにホイールシャフト７１と接触しない
位置で止めるようにしている。なお、アクチュエータ８
１は、例えば油圧や空圧で動作する。
もので、アクチュエータ８１の動作によって、ホイール
シャフト７１の内側に近接したり、離間したりする。こ
こで、この可動鉄心８０自体は、回転せず、ホイールシ
ャフト７１の回転方向に対しては固定されている。した
がって、近接時においては、ホイールシャフト７１の回
転を妨げないようにホイールシャフト７１と接触しない
位置で止めるようにしている。なお、アクチュエータ８
１は、例えば油圧や空圧で動作する。
【００４３】可動鉄心８０は、図示しない回転数検出手
段（例えばホール素子やパルスエンコーダなど）からの
信号によって、予め決められた回転数以上となった時点
でアクチュエータ８１の動作によりホイールシャフト７
１側へ近接するように、その位置が変化する。したがっ
て、停止状態や回転の初期など、回転数が一定以下のと
きには、ホイールシャフト７１から離間した位置を保っ
ており、回転数が一定以上となったときに、ホイールシ
ャフト７１の内側に近接する。そして、可動鉄心８０が
ホイールシャフト７１に近接すると、ロータコア７３内
の永久磁石からの磁束の一部が可動鉄心８０を通るよう
になるため、前述した実施形態１や２と同様に、界磁成
分が弱められて、その分、発電機成分が弱くなり、高速
回転が可能となる。
段（例えばホール素子やパルスエンコーダなど）からの
信号によって、予め決められた回転数以上となった時点
でアクチュエータ８１の動作によりホイールシャフト７
１側へ近接するように、その位置が変化する。したがっ
て、停止状態や回転の初期など、回転数が一定以下のと
きには、ホイールシャフト７１から離間した位置を保っ
ており、回転数が一定以上となったときに、ホイールシ
ャフト７１の内側に近接する。そして、可動鉄心８０が
ホイールシャフト７１に近接すると、ロータコア７３内
の永久磁石からの磁束の一部が可動鉄心８０を通るよう
になるため、前述した実施形態１や２と同様に、界磁成
分が弱められて、その分、発電機成分が弱くなり、高速
回転が可能となる。
【００４４】以上、本発明を適用した実施形態を３つ説
明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるもの
ではなく、当業者が本発明の技術思想の範囲内において
様々な変形形態を実施することができる。
明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるもの
ではなく、当業者が本発明の技術思想の範囲内において
様々な変形形態を実施することができる。
【図１】 本発明を適用した実施形態１に係るロータの
平面図である。
平面図である。
【図２】 図１おけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 本発明を適用した実施形態２に係るロータの
斜視図である。
斜視図である。
【図４】 図３に示したロータの部分断面図である。
【図５】 図３に示すロータに設けられているフラック
ズバリアを説明するための図面である。
ズバリアを説明するための図面である。
【図６】 本発明を適用した実施形態３に係るホイール
インモータの断面図である。
インモータの断面図である。
１，２…ロータ、 １１，５１，７３…ロータコア、 １２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，５２…永久磁石、 １４…空間、 ２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ，６０，８０…可動鉄
心、 ２２、６２…ばね、 ５４…フラックスバリア、 ６１…支持部材、 ６３…非磁性材。
心、 ２２、６２…ばね、 ５４…フラックスバリア、 ６１…支持部材、 ６３…非磁性材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星加 誠司 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H621 AA03 GA01 GA04 HH01 JK03 JK08 JK15 JK17 PP01 5H622 AA03 CA02 CA07 CA13 CB05 CB06 PP03 PP10 PP11 PP12 PP14 PP15 PP16 PP19
Claims (4)
- 【請求項１】 永久磁石が設けられた電動機のロータに
おいて、 前記ロータの回転数が上昇することにより、その位置が
前記ロータのロータコアに近接する方向に変化して磁路
を形成する磁路形成手段を有することを特徴とする電動
機のロータ。 - 【請求項２】 前記磁路形成手段は、弾性材によってそ
の位置が規制されており、前記ロータの回転により作用
する遠心力が前記弾性材の弾性力より大きくなったとき
に、前記磁路形成手段の一部が前記ロータコアに接する
ことを特徴とする請求項１記載の電動機のロータ。 - 【請求項３】 前記ロータコアはその内部に空間を有
し、前記磁路形成手段が該空間内に設けられていること
を特徴とする請求項１または２記載の電動機のロータ。 - 【請求項４】 前記磁路形成手段は、前記ロータコアの
端部に設けられていて、その一部が前記弾性材によって
支持されており、前記弾性材は前記ロータコアに設けら
れているフラックスバリア内に収容可能となっているこ
とを特徴とする請求項２記載の電動機のロータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11190957A JP2001025190A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 電動機のロータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11190957A JP2001025190A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 電動機のロータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001025190A true JP2001025190A (ja) | 2001-01-26 |
Family
ID=16266498
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11190957A Pending JP2001025190A (ja) | 1999-07-05 | 1999-07-05 | 電動機のロータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001025190A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7321373B2 (en) | 2001-12-21 | 2008-01-22 | Canon Kabushiki Kaisha | Method for performing set operations on two or more arbitrary paths to produce a simple outline path |
| US7567006B2 (en) | 2007-07-26 | 2009-07-28 | Kura Laboratory Corporation | Field controllable rotating electric machine system with flux shunt control |
| JP2009296758A (ja) * | 2008-06-04 | 2009-12-17 | Daikin Ind Ltd | 界磁子 |
| US7999432B2 (en) | 2007-08-17 | 2011-08-16 | Kura Laboratory Corporation | Field controllable rotating electric machine system with magnetic excitation part |
| JP2013046430A (ja) * | 2011-08-22 | 2013-03-04 | Toyota Motor Corp | 回転電機のロータ構造 |
| ITUD20120213A1 (it) * | 2012-12-07 | 2014-06-08 | Univ Degli Studi Trieste | Rotore per un motore elettrico a magneti permanenti |
| WO2016000699A1 (de) * | 2014-07-03 | 2016-01-07 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Elektrische maschine mit mechanischer feldschwächung und fail-safe-aktuatorik |
| CN106026467A (zh) * | 2016-08-04 | 2016-10-12 | 上海电机学院 | 永磁同步电动机及其转子 |
| EP3163726A1 (en) * | 2015-10-27 | 2017-05-03 | Hamilton Sundstrand Corporation | Flux control of permanent magnet electric machine |
| CN109842255A (zh) * | 2017-11-27 | 2019-06-04 | 丰田自动车株式会社 | 带有磁通可变机构的旋转电机 |
| JP2020010486A (ja) * | 2018-07-06 | 2020-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | 電動機のロータ |
| CN112953065A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-11 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 转子与曲轴的连接结构及具有其的电机 |
-
1999
- 1999-07-05 JP JP11190957A patent/JP2001025190A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN109842255B (zh) * | 2017-11-27 | 2021-11-26 | 丰田自动车株式会社 | 带有磁通可变机构的旋转电机 |
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| CN112953065A (zh) * | 2021-02-09 | 2021-06-11 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 转子与曲轴的连接结构及具有其的电机 |
| CN112953065B (zh) * | 2021-02-09 | 2022-05-27 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 转子与曲轴的连接结构及具有其的电机 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090224 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20090623 |