JP2002136005A - 永久磁石埋め込み式回転電機 - Google Patents
永久磁石埋め込み式回転電機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】コギングトルクの発生を可及的に阻止して、リ
ラクタンストルクを有効に利用する。 【解決手段】永久磁石２８ａ〜２８ｆを、回転軸１６の
周方向に対し、該回転軸１６の回転方向と反対方向にΔ
θｎ＝７２０（ｎ−１）／（Ｎｃ／Ｎｒ）（ｎ＝１、
２、…、Ｎｒ／２）（但し、永久磁石の個数をＮｒと
し、ティースの個数をＮｓとし、ＮｒとＮｓとの最小公
倍数をＮｃとする）の関係式で求められるΔθｎだけず
れた位置に配置する。さらに、ヨーク１８における隣り
合う永久磁石２８ａ〜２８ｆの間に形成された突極部５
０ａ〜５０ｆの幅Ｈ１〜Ｈ６を、該永久磁石２８ａ〜２
８ｆを前記回転軸１６の周方向に等ピッチで配置した場
合における隣り合う永久磁石の間に形成された突極部の
幅寸法より大きい部位を、前記幅寸法と同じにすべく凹
部を形成する。
ラクタンストルクを有効に利用する。 【解決手段】永久磁石２８ａ〜２８ｆを、回転軸１６の
周方向に対し、該回転軸１６の回転方向と反対方向にΔ
θｎ＝７２０（ｎ−１）／（Ｎｃ／Ｎｒ）（ｎ＝１、
２、…、Ｎｒ／２）（但し、永久磁石の個数をＮｒと
し、ティースの個数をＮｓとし、ＮｒとＮｓとの最小公
倍数をＮｃとする）の関係式で求められるΔθｎだけず
れた位置に配置する。さらに、ヨーク１８における隣り
合う永久磁石２８ａ〜２８ｆの間に形成された突極部５
０ａ〜５０ｆの幅Ｈ１〜Ｈ６を、該永久磁石２８ａ〜２
８ｆを前記回転軸１６の周方向に等ピッチで配置した場
合における隣り合う永久磁石の間に形成された突極部の
幅寸法より大きい部位を、前記幅寸法と同じにすべく凹
部を形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石埋め込み
式回転電機に関し、特に、コギングトルクの発生を可及
的に阻止できる永久磁石埋め込み式回転電機に関する。
式回転電機に関し、特に、コギングトルクの発生を可及
的に阻止できる永久磁石埋め込み式回転電機に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、永久磁石を備えるロータとステ
ータを有する回転電機には、該ロータと該ステータとの
相対的な位置関係の違いにより磁束の流れが不均一とな
り、コギングトルクが発生する。特に、回転電機が低回
転で回転する場合、このコギングトルクによって該回転
電機が滑らかに回転しないという不具合がある。このた
め、永久磁石をロータの軸に対して周方向に不等ピッチ
で配置することにより磁束の流れを略均一化して可及的
にコギングトルクの発生を阻止している。
ータを有する回転電機には、該ロータと該ステータとの
相対的な位置関係の違いにより磁束の流れが不均一とな
り、コギングトルクが発生する。特に、回転電機が低回
転で回転する場合、このコギングトルクによって該回転
電機が滑らかに回転しないという不具合がある。このた
め、永久磁石をロータの軸に対して周方向に不等ピッチ
で配置することにより磁束の流れを略均一化して可及的
にコギングトルクの発生を阻止している。
【０００３】この従来技術に係る回転電機の一例とし
て、特開平７−１９４０７９号公報に開示されている表
面磁石構造型の回転電機がある。
て、特開平７−１９４０７９号公報に開示されている表
面磁石構造型の回転電機がある。
【０００４】従来技術に係る回転電機１は、アウターロ
ータタイプであって、図４に示すように、２４個の永久
磁石２−１〜２−２４を有するロータ３と、３６個のテ
ィース４を有するステータ５から構成される。この永久
磁石２−１〜２−２４はロータ３の軸に対して周方向に
不等ピッチで配置されている。その際、永久磁石２−１
を基準として、図４において該永久磁石２−１から反時
計回りに数えてｉ番目の永久磁石を２−ｉとする。この
ｉ番目の永久磁石２−ｉの位置と、２４個の永久磁石２
−１〜２−２４をロータ３の軸に対して周方向に等ピッ
チで配置した場合のｉ番目の永久磁石２−ｉの位置との
角度のずれをΔθｉとすると、−１８０／Ｎｃ≦Δθｉ
≦１８０／Ｎｃ（ｉ＝１、２、…、Ｎｒ）の関係を満足
するように該永久磁石２−ｉは配置されている。ここ
で、Ｎｃは、永久磁石２−１〜２−２４の個数Ｎｒと、
ティース４の個数Ｎｓとの最小公倍数である。さらに、
詳細には、ロータ３の１回転を１周期とする三角波と考
えた場合、前記Δθｉは、Δθｉ＝７２０×ｉ／（Ｎｃ
×Ｎｒ）（１≦ｉ≦Ｎｒ／４）、Δθｉ＝３６０／Ｎ−
７２０×ｉ／（Ｎｃ×Ｎｒ）（Ｎｒ／４≦ｉ≦３Ｎｒ／
４）及びΔθｉ＝−７２０／Ｎｃ＋７２０×ｉ／（Ｎｃ
×Ｎｒ）（３Ｎｒ／４≦ｉ≦Ｎｒ）の関係をそれぞれ満
足している。
ータタイプであって、図４に示すように、２４個の永久
磁石２−１〜２−２４を有するロータ３と、３６個のテ
ィース４を有するステータ５から構成される。この永久
磁石２−１〜２−２４はロータ３の軸に対して周方向に
不等ピッチで配置されている。その際、永久磁石２−１
を基準として、図４において該永久磁石２−１から反時
計回りに数えてｉ番目の永久磁石を２−ｉとする。この
ｉ番目の永久磁石２−ｉの位置と、２４個の永久磁石２
−１〜２−２４をロータ３の軸に対して周方向に等ピッ
チで配置した場合のｉ番目の永久磁石２−ｉの位置との
角度のずれをΔθｉとすると、−１８０／Ｎｃ≦Δθｉ
≦１８０／Ｎｃ（ｉ＝１、２、…、Ｎｒ）の関係を満足
するように該永久磁石２−ｉは配置されている。ここ
で、Ｎｃは、永久磁石２−１〜２−２４の個数Ｎｒと、
ティース４の個数Ｎｓとの最小公倍数である。さらに、
詳細には、ロータ３の１回転を１周期とする三角波と考
えた場合、前記Δθｉは、Δθｉ＝７２０×ｉ／（Ｎｃ
×Ｎｒ）（１≦ｉ≦Ｎｒ／４）、Δθｉ＝３６０／Ｎ−
７２０×ｉ／（Ｎｃ×Ｎｒ）（Ｎｒ／４≦ｉ≦３Ｎｒ／
４）及びΔθｉ＝−７２０／Ｎｃ＋７２０×ｉ／（Ｎｃ
×Ｎｒ）（３Ｎｒ／４≦ｉ≦Ｎｒ）の関係をそれぞれ満
足している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る回転電機１は、ロータ３の表面に永久磁石２−
１〜２−２４が貼り付けられている構造であるため、例
えば、ロータ３に永久磁石が埋め込まれた埋め込み磁石
構造型の回転電機のようにリラクタンストルクを有効に
利用することができないという難点ある。
術に係る回転電機１は、ロータ３の表面に永久磁石２−
１〜２−２４が貼り付けられている構造であるため、例
えば、ロータ３に永久磁石が埋め込まれた埋め込み磁石
構造型の回転電機のようにリラクタンストルクを有効に
利用することができないという難点ある。
【０００６】本発明はこのような課題を考慮してなされ
たものであり、ロータ３に永久磁石が埋め込まれた埋め
込み磁石構造型の回転電機においてもコギングトルクの
発生を可及的に阻止するとともに、リラクタンストルク
を有効に利用することが可能な永久磁石埋め込み式回転
電機を提供することを目的とする。
たものであり、ロータ３に永久磁石が埋め込まれた埋め
込み磁石構造型の回転電機においてもコギングトルクの
発生を可及的に阻止するとともに、リラクタンストルク
を有効に利用することが可能な永久磁石埋め込み式回転
電機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、回転軸と、該
回転軸に嵌合するとともに、凹部内に埋め込まれた永久
磁石を複数備えるヨークと、コイルが巻回されたティー
スを複数備えるステータを有する永久磁石埋め込み式回
転電機であって、前記永久磁石は、該回転軸の回転方向
と反対方向に、Δθｎ＝７２０（ｎ−１）／（Ｎｃ／Ｎ
ｒ）（ｎ＝１、２、…、Ｎｒ／２）（但し、永久磁石の
個数をＮｒとし、ティースの個数をＮｓとし、ＮｒとＮ
ｓとの最小公倍数をＮｃとする）の関係式で求められる
Δθｎだけずらした位置に配置され、前記ヨークにおけ
る隣り合う前記永久磁石の間に形成された突極部の幅寸
法に関し、該永久磁石を前記回転軸の周方向に等ピッチ
で配置した場合における隣り合う該永久磁石の間に形成
された突極部の幅寸法より大きい部位を、前記幅方向と
同じにすべく、前記凹部を形成することを特徴とする。
回転軸に嵌合するとともに、凹部内に埋め込まれた永久
磁石を複数備えるヨークと、コイルが巻回されたティー
スを複数備えるステータを有する永久磁石埋め込み式回
転電機であって、前記永久磁石は、該回転軸の回転方向
と反対方向に、Δθｎ＝７２０（ｎ−１）／（Ｎｃ／Ｎ
ｒ）（ｎ＝１、２、…、Ｎｒ／２）（但し、永久磁石の
個数をＮｒとし、ティースの個数をＮｓとし、ＮｒとＮ
ｓとの最小公倍数をＮｃとする）の関係式で求められる
Δθｎだけずらした位置に配置され、前記ヨークにおけ
る隣り合う前記永久磁石の間に形成された突極部の幅寸
法に関し、該永久磁石を前記回転軸の周方向に等ピッチ
で配置した場合における隣り合う該永久磁石の間に形成
された突極部の幅寸法より大きい部位を、前記幅方向と
同じにすべく、前記凹部を形成することを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、ヨークに埋め込まれた永
久磁石を、該永久磁石を回転軸の周方向に等ピッチで配
置する場合と比して該回転軸の回転方向と反対方向にず
らした位置に配置する、すなわち不等ピッチに配置す
る。永久磁石とティースとの相対的な位置関係が同じに
なる周期がコギングトルクの周期であるため、永久磁石
を不等ピッチで配置することにより、コギングトルクの
周期を短縮化でき、コギングトルクの発生を可及的に阻
止することが可能となる。
久磁石を、該永久磁石を回転軸の周方向に等ピッチで配
置する場合と比して該回転軸の回転方向と反対方向にず
らした位置に配置する、すなわち不等ピッチに配置す
る。永久磁石とティースとの相対的な位置関係が同じに
なる周期がコギングトルクの周期であるため、永久磁石
を不等ピッチで配置することにより、コギングトルクの
周期を短縮化でき、コギングトルクの発生を可及的に阻
止することが可能となる。
【０００９】さらに、回転軸が回転することにより発生
した磁束は、突極部を通過してティースに入りこむ。そ
の際、本発明に係る永久磁石埋め込み式回転電機におい
ては、不等ピッチに配置された隣り合う永久磁石の間に
形成される突極部の幅に関し、等ピッチに配置された隣
り合う永久磁石の間に形成される突極部の幅寸法より大
きい部位を、前記幅寸法と同じになるように該永久磁石
が埋め込まれる凹部を形成するため、該突極部の位相が
リラクタンストルクを発生するのに適した位置にずれる
ので、リラクタンストルクを有効に利用することが可能
となる。
した磁束は、突極部を通過してティースに入りこむ。そ
の際、本発明に係る永久磁石埋め込み式回転電機におい
ては、不等ピッチに配置された隣り合う永久磁石の間に
形成される突極部の幅に関し、等ピッチに配置された隣
り合う永久磁石の間に形成される突極部の幅寸法より大
きい部位を、前記幅寸法と同じになるように該永久磁石
が埋め込まれる凹部を形成するため、該突極部の位相が
リラクタンストルクを発生するのに適した位置にずれる
ので、リラクタンストルクを有効に利用することが可能
となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明に係る永久磁石埋め込み式
回転電機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１
乃至図３を参照しながら以下詳細に説明する。なお、こ
の永久磁石埋め込み式回転電機は、その用途が限定され
るものではないが、例えば、内燃機関を有する自動車な
どの構成部品として用いられると好ましい。
回転電機について好適な実施の形態を挙げ、添付の図１
乃至図３を参照しながら以下詳細に説明する。なお、こ
の永久磁石埋め込み式回転電機は、その用途が限定され
るものではないが、例えば、内燃機関を有する自動車な
どの構成部品として用いられると好ましい。
【００１１】本実施の形態に係る永久磁石埋め込み式回
転電機１０は、図１に示すように、大径部１２と小径部
１４とからなる回転軸１６と、該回転軸１６に嵌合する
とともに、該回転軸１６と一体的に回転動作するヨーク
１８と、回転部２０を有する。このヨーク１８は高透磁
率材からなる鋼板（例えば、けい素鋼板）を積層してな
り、その下端面２２には前記大径部１２の側周壁に嵌合
されたカバー２４の環状凸部２６が係合する。前記ヨー
ク１８には、その寸法が略同一な６個の永久磁石２８ａ
〜２８ｆが埋め込まれている（図２参照）。前記永久磁
石２８ａ〜２８ｆの配置状態については、後で詳述す
る。
転電機１０は、図１に示すように、大径部１２と小径部
１４とからなる回転軸１６と、該回転軸１６に嵌合する
とともに、該回転軸１６と一体的に回転動作するヨーク
１８と、回転部２０を有する。このヨーク１８は高透磁
率材からなる鋼板（例えば、けい素鋼板）を積層してな
り、その下端面２２には前記大径部１２の側周壁に嵌合
されたカバー２４の環状凸部２６が係合する。前記ヨー
ク１８には、その寸法が略同一な６個の永久磁石２８ａ
〜２８ｆが埋め込まれている（図２参照）。前記永久磁
石２８ａ〜２８ｆの配置状態については、後で詳述す
る。
【００１２】前記回転軸１６には前記大径部１２の一部
を切り欠くことにより環状凹部３０が形成されており、
該環状凹部３０には回転部２０を弾発付勢するコイルス
プリング３２が配置される。さらに、前記回転軸１６の
軸方向の中心部にはテーパ状に縮径した挿入口３４が形
成されるとともに、該挿入口３４の頂部に連通してボル
ト挿入孔３６が形成される。この挿入口３４には図示し
ない内燃機関を構成するクランクシャフト３８が嵌合
し、前記ボルト挿入孔３６には図示しない冷却用ファン
に固定されるボルト４０が挿入されて該クランクシャフ
ト３８に螺合している。従って、前記クランクシャフト
３８が回転動作する際にこれと一体的に前記ボルト４０
が回転して図示しないファンが回転するに至る。なお、
前記ファンに対向する位置には、例えば、ラジエータ
（図示せず）等が配置される。
を切り欠くことにより環状凹部３０が形成されており、
該環状凹部３０には回転部２０を弾発付勢するコイルス
プリング３２が配置される。さらに、前記回転軸１６の
軸方向の中心部にはテーパ状に縮径した挿入口３４が形
成されるとともに、該挿入口３４の頂部に連通してボル
ト挿入孔３６が形成される。この挿入口３４には図示し
ない内燃機関を構成するクランクシャフト３８が嵌合
し、前記ボルト挿入孔３６には図示しない冷却用ファン
に固定されるボルト４０が挿入されて該クランクシャフ
ト３８に螺合している。従って、前記クランクシャフト
３８が回転動作する際にこれと一体的に前記ボルト４０
が回転して図示しないファンが回転するに至る。なお、
前記ファンに対向する位置には、例えば、ラジエータ
（図示せず）等が配置される。
【００１３】前記ヨーク１８は、該ヨーク１８と同様に
高透磁率材からなる鋼板が積層された９個のティース４
２ａ〜４２ｉを備えるステータ４４に囲繞されており、
該ティース４２ａ〜４２ｉにはそれぞれ図示しない絶縁
部材を介して第１〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉが巻
回されている（図２参照）。従って、ヨーク１８は、テ
ィース４２ａ〜４２ｉに固定された第１〜第９電磁コイ
ル４６ａ〜４６ｉにより囲繞される。また、前記ヨーク
１８には、第１〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉとは別
の電磁コイル（図示せず）が固定されている。この図示
しない電磁コイルは、永久磁石埋め込み式回転電機１０
を発電機として機能させる際、誘起電圧を発生させるた
めのものである。
高透磁率材からなる鋼板が積層された９個のティース４
２ａ〜４２ｉを備えるステータ４４に囲繞されており、
該ティース４２ａ〜４２ｉにはそれぞれ図示しない絶縁
部材を介して第１〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉが巻
回されている（図２参照）。従って、ヨーク１８は、テ
ィース４２ａ〜４２ｉに固定された第１〜第９電磁コイ
ル４６ａ〜４６ｉにより囲繞される。また、前記ヨーク
１８には、第１〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉとは別
の電磁コイル（図示せず）が固定されている。この図示
しない電磁コイルは、永久磁石埋め込み式回転電機１０
を発電機として機能させる際、誘起電圧を発生させるた
めのものである。
【００１４】図２に示すように、ヨーク１８に形成され
た６つの凹部４８ａ〜４８ｆ内には、磁極の異なる永久
磁石２８ａ〜２８ｆが交互にそれぞれ埋め込まれる。こ
の場合、前記凹部４８ａ〜４８ｆは前記回転軸１６の周
方向に沿って形成されている。従って、永久磁石２８
ａ、２８ｃ、２８ｅはＮ極の永久磁石であり、永久磁石
２８ｂ、２８ｄ、２８ｆはＳ極の永久磁石である。さら
に、前記ヨーク１８における前記永久磁石２８ａ〜２８
ｆのそれぞれの間には突極部５０ａ〜５０ｆが形成され
る。
た６つの凹部４８ａ〜４８ｆ内には、磁極の異なる永久
磁石２８ａ〜２８ｆが交互にそれぞれ埋め込まれる。こ
の場合、前記凹部４８ａ〜４８ｆは前記回転軸１６の周
方向に沿って形成されている。従って、永久磁石２８
ａ、２８ｃ、２８ｅはＮ極の永久磁石であり、永久磁石
２８ｂ、２８ｄ、２８ｆはＳ極の永久磁石である。さら
に、前記ヨーク１８における前記永久磁石２８ａ〜２８
ｆのそれぞれの間には突極部５０ａ〜５０ｆが形成され
る。
【００１５】ここで、永久磁石２８ａ〜２８ｆの配置状
態について説明する。
態について説明する。
【００１６】一般に、磁極の異なる永久磁石が交互に配
置された回転軸と、コイルが巻回されたティースを有す
るステータとの関係において、永久磁石の個数をＮｒと
し、ティースの個数をＮｓとし、該永久磁石の個数Ｎｒ
と該ティースの個数Ｎｓの最小公倍数をＮｃとし、該永
久磁石を該回転軸の周方向に等ピッチで配置した場合、
コギング周期角θｋは、θｋ＝３６０／Ｎｃとなる。つ
まり、回転軸がθｋだけ回転する毎に永久磁石とティー
スの相対的な位置関係が同じになる。このとき、Ｎ極の
磁石及びＳ極の磁石をそれぞれの基準の磁石からΔθｎ
だけ回転軸の回転方向と反対方向にずらして不等ピッチ
で配置することにより、回転軸がθｋだけ回転する間に
永久磁石とティースの相対的な位置関係が同じになる場
合が生じてコギングトルクの発生を可及的に阻止するこ
とができる。その際、Δθｎは、Δθｎ＝θ0（ｎ−
１）＝（ｎ−１）×θｋ／（Ｎｒ／２）（ｎ＝１、２、
…、Ｎｒ／２、但し、ｎは整数）により求められる。し
かしながら、各磁石のずらし方は複数パターンあり、例
えば、隣り合うＮ極の磁石とＳ極の磁石との間の中心角
が小さすぎるとコギングトルクの阻止にあまり効果がな
いこともあり得るため、最適なパターンを選択する必要
がある。
置された回転軸と、コイルが巻回されたティースを有す
るステータとの関係において、永久磁石の個数をＮｒと
し、ティースの個数をＮｓとし、該永久磁石の個数Ｎｒ
と該ティースの個数Ｎｓの最小公倍数をＮｃとし、該永
久磁石を該回転軸の周方向に等ピッチで配置した場合、
コギング周期角θｋは、θｋ＝３６０／Ｎｃとなる。つ
まり、回転軸がθｋだけ回転する毎に永久磁石とティー
スの相対的な位置関係が同じになる。このとき、Ｎ極の
磁石及びＳ極の磁石をそれぞれの基準の磁石からΔθｎ
だけ回転軸の回転方向と反対方向にずらして不等ピッチ
で配置することにより、回転軸がθｋだけ回転する間に
永久磁石とティースの相対的な位置関係が同じになる場
合が生じてコギングトルクの発生を可及的に阻止するこ
とができる。その際、Δθｎは、Δθｎ＝θ0（ｎ−
１）＝（ｎ−１）×θｋ／（Ｎｒ／２）（ｎ＝１、２、
…、Ｎｒ／２、但し、ｎは整数）により求められる。し
かしながら、各磁石のずらし方は複数パターンあり、例
えば、隣り合うＮ極の磁石とＳ極の磁石との間の中心角
が小さすぎるとコギングトルクの阻止にあまり効果がな
いこともあり得るため、最適なパターンを選択する必要
がある。
【００１７】本実施の形態においては、永久磁石２８ａ
〜２８ｆの個数Ｎｒを６とし、ティース４２ａ〜４２ｉ
の個数Ｎｓを９としているため、ＮｒとＮｓとの最小公
倍数Ｎｃは１８となり、コギング周期角θｋは２０゜と
なる。そして、永久磁石２８ａ〜２８ｆを回転軸１６の
周方向に等ピッチで配置した場合の隣り合う磁石間の中
心角θｍは６０゜となり、該永久磁石２８ａ〜２８ｆを
不等ピッチで配置した場合の隣り合う磁石間の最小の中
心角θｍ’を、θｍ’＝６０−θ0とする。この場合、
θ0は、θ0＝θｋ／（Ｎｒ／２）であるため、６゜４
０’となる。すなわち、θｍ’は５３゜２０’となり、
そのときの、磁石のずれ角は、Δθ1＝０゜、Δθ2＝６
゜４０’、Δθ3＝１３゜２０’となる。
〜２８ｆの個数Ｎｒを６とし、ティース４２ａ〜４２ｉ
の個数Ｎｓを９としているため、ＮｒとＮｓとの最小公
倍数Ｎｃは１８となり、コギング周期角θｋは２０゜と
なる。そして、永久磁石２８ａ〜２８ｆを回転軸１６の
周方向に等ピッチで配置した場合の隣り合う磁石間の中
心角θｍは６０゜となり、該永久磁石２８ａ〜２８ｆを
不等ピッチで配置した場合の隣り合う磁石間の最小の中
心角θｍ’を、θｍ’＝６０−θ0とする。この場合、
θ0は、θ0＝θｋ／（Ｎｒ／２）であるため、６゜４
０’となる。すなわち、θｍ’は５３゜２０’となり、
そのときの、磁石のずれ角は、Δθ1＝０゜、Δθ2＝６
゜４０’、Δθ3＝１３゜２０’となる。
【００１８】従って、Ｎ極の永久磁石２８ａ、２８ｃ、
２８ｅの配置は、永久磁石２８ａを基準の磁石とした場
合（Δθ1Nとした場合）、図２に示すような配置にな
る。すなわち、永久磁石２８ｅは等ピッチで配置した場
合と比して６゜４０’（図２中、Δθ2N）だけ回転軸１
６の回転方向（図２中、矢印Ａ方向）と反対方向にずれ
ており、永久磁石２８ｃは等ピッチで配置した場合と比
して１３゜２０’ （図２中、Δθ3N）だけ回転軸１６
の回転方向と反対方向にずれている。一方、Ｓ極の永久
磁石２８ｂ、２８ｄ、２８ｆの配置は、永久磁石２８ｆ
を基準の磁石とした場合（Δθ1Sとした場合）、図２に
示すような配置になる。すなわち、永久磁石２８ｂは等
ピッチで配置した場合と比して６゜４０’ （図２中、
Δθ2S）だけ回転軸１６の回転方向と反対方向にずれて
おり、永久磁石２８ｄは等ピッチで配置した場合と比し
て１３゜２０’ （図２中、Δθ3S）だけ該回転軸１６
の回転方向と反対方向にずれている。この場合、永久磁
石２８ｄと永久磁石２８ｅとの間の中心角及び永久磁石
２８ｅと永久磁石２８ｆとの間の中心角が隣り合う磁石
間の中心角の最小角θｍ’となり、その角度は５３゜２
０’となる。
２８ｅの配置は、永久磁石２８ａを基準の磁石とした場
合（Δθ1Nとした場合）、図２に示すような配置にな
る。すなわち、永久磁石２８ｅは等ピッチで配置した場
合と比して６゜４０’（図２中、Δθ2N）だけ回転軸１
６の回転方向（図２中、矢印Ａ方向）と反対方向にずれ
ており、永久磁石２８ｃは等ピッチで配置した場合と比
して１３゜２０’ （図２中、Δθ3N）だけ回転軸１６
の回転方向と反対方向にずれている。一方、Ｓ極の永久
磁石２８ｂ、２８ｄ、２８ｆの配置は、永久磁石２８ｆ
を基準の磁石とした場合（Δθ1Sとした場合）、図２に
示すような配置になる。すなわち、永久磁石２８ｂは等
ピッチで配置した場合と比して６゜４０’ （図２中、
Δθ2S）だけ回転軸１６の回転方向と反対方向にずれて
おり、永久磁石２８ｄは等ピッチで配置した場合と比し
て１３゜２０’ （図２中、Δθ3S）だけ該回転軸１６
の回転方向と反対方向にずれている。この場合、永久磁
石２８ｄと永久磁石２８ｅとの間の中心角及び永久磁石
２８ｅと永久磁石２８ｆとの間の中心角が隣り合う磁石
間の中心角の最小角θｍ’となり、その角度は５３゜２
０’となる。
【００１９】ここで、永久磁石２８ａ及び永久磁石２８
ｆを基準の磁石としたため、該永久磁石２８ａと該永久
磁石２８ｆとの相対的な位置関係は、回転軸１６に対し
周方向に等ピッチで磁石を配置した場合と同じになる。
従って、突極部５０ａ〜５０ｆの幅において、前記永久
磁石２８ａと前記永久磁石２８ｆとの間に形成された突
極部５０ａの幅Ｈ１が基準の幅寸法となる。
ｆを基準の磁石としたため、該永久磁石２８ａと該永久
磁石２８ｆとの相対的な位置関係は、回転軸１６に対し
周方向に等ピッチで磁石を配置した場合と同じになる。
従って、突極部５０ａ〜５０ｆの幅において、前記永久
磁石２８ａと前記永久磁石２８ｆとの間に形成された突
極部５０ａの幅Ｈ１が基準の幅寸法となる。
【００２０】そこで、回転軸１６が回転することにより
発生した磁束は、突極部５０ａ〜５０ｆを通過してティ
ース４２ａ〜４２ｉ、すなわちステータ４４に入りこむ
ため、該突極部５０ａ〜５０ｆの幅が広すぎるとティー
ス４２ａ〜４２ｉに入りこむ磁束密度が低くなるため磁
気抵抗が高くなりリラクタンストルクを有効に利用する
ことができなくなる。つまり、突極部５０ｂ〜５０ｆの
それぞれの幅Ｈ２〜Ｈ６の中で幅Ｈ１よりも大なる幅寸
法のものを幅Ｈ１と同じにする必要がある。従って、上
述した永久磁石２８ａ〜２８ｆの不等ピッチ配置におい
ては、永久磁石２８ａと永久磁石２８ｂとの間の突極部
５０ｂの幅Ｈ２と、永久磁石２８ｂと２８ｃとの間の突
極部５０ｃの幅Ｈ３とが幅Ｈ１より広いため、Ｈ１＝Ｈ
２＝Ｈ３となるように、凹部４８ａ及び４８ｂを形成し
ている（図２参照）。なお、永久磁石２８ｃと永久磁石
２８ｄとの間の突極部５０ｄの幅Ｈ４と、永久磁石２８
ｄと２８ｅとの間の突極部５０ｅの幅Ｈ５と、永久磁石
２８ｅと２８ｆとの間の突極部５０ｆの幅Ｈ６とは幅Ｈ
１より狭くなっている。従って、前記Ｈ４、Ｈ５及びＨ
６では充分な磁束密度が得られる。
発生した磁束は、突極部５０ａ〜５０ｆを通過してティ
ース４２ａ〜４２ｉ、すなわちステータ４４に入りこむ
ため、該突極部５０ａ〜５０ｆの幅が広すぎるとティー
ス４２ａ〜４２ｉに入りこむ磁束密度が低くなるため磁
気抵抗が高くなりリラクタンストルクを有効に利用する
ことができなくなる。つまり、突極部５０ｂ〜５０ｆの
それぞれの幅Ｈ２〜Ｈ６の中で幅Ｈ１よりも大なる幅寸
法のものを幅Ｈ１と同じにする必要がある。従って、上
述した永久磁石２８ａ〜２８ｆの不等ピッチ配置におい
ては、永久磁石２８ａと永久磁石２８ｂとの間の突極部
５０ｂの幅Ｈ２と、永久磁石２８ｂと２８ｃとの間の突
極部５０ｃの幅Ｈ３とが幅Ｈ１より広いため、Ｈ１＝Ｈ
２＝Ｈ３となるように、凹部４８ａ及び４８ｂを形成し
ている（図２参照）。なお、永久磁石２８ｃと永久磁石
２８ｄとの間の突極部５０ｄの幅Ｈ４と、永久磁石２８
ｄと２８ｅとの間の突極部５０ｅの幅Ｈ５と、永久磁石
２８ｅと２８ｆとの間の突極部５０ｆの幅Ｈ６とは幅Ｈ
１より狭くなっている。従って、前記Ｈ４、Ｈ５及びＨ
６では充分な磁束密度が得られる。
【００２１】永久磁石２８ａ〜２８ｆの不等ピッチ配置
によりヨーク１８の回転バランスが悪化するが、本実施
の形態によれば、該永久磁石２８ａ〜２８ｆを不等ピッ
チで配置した場合でも、回転バランスが悪化しないよう
に該ヨーク１８を設計して回転バランスを良好に保持で
きる。例えば、図３に示すように、ヨーク１８に複数の
抜き穴５２ａ〜５２ｆを形成することにより該ヨーク１
８の重心のずれを回避することができるため回転バラン
スの悪化を阻止することが可能となる。この抜き穴５２
ａ〜５２ｆにより、さらに、ヨーク１８の軽量化をも達
成することができる。
によりヨーク１８の回転バランスが悪化するが、本実施
の形態によれば、該永久磁石２８ａ〜２８ｆを不等ピッ
チで配置した場合でも、回転バランスが悪化しないよう
に該ヨーク１８を設計して回転バランスを良好に保持で
きる。例えば、図３に示すように、ヨーク１８に複数の
抜き穴５２ａ〜５２ｆを形成することにより該ヨーク１
８の重心のずれを回避することができるため回転バラン
スの悪化を阻止することが可能となる。この抜き穴５２
ａ〜５２ｆにより、さらに、ヨーク１８の軽量化をも達
成することができる。
【００２２】以上のような構成において、回転軸１６が
低速で回転動作する場合には、コイルスプリング３２の
弾発力により回転部１６が図１において上方に弾発付勢
される。これにより、前記回転部１６の、図１において
上方に位置する図示しないブラシを介して、バッテリ
（図示せず）と第１〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉの
うち任意の電磁コイルが電気的に接続され、該バッテリ
から電流が供給されて永久磁石埋め込み式回転電機１０
が、モータとして機能することになる。
低速で回転動作する場合には、コイルスプリング３２の
弾発力により回転部１６が図１において上方に弾発付勢
される。これにより、前記回転部１６の、図１において
上方に位置する図示しないブラシを介して、バッテリ
（図示せず）と第１〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉの
うち任意の電磁コイルが電気的に接続され、該バッテリ
から電流が供給されて永久磁石埋め込み式回転電機１０
が、モータとして機能することになる。
【００２３】そして、回転軸１６が高速で回転動作する
ようになると、図示しない前記ブラシが前記バッテリ
（図示せず）から電気的に切り離されることになる。こ
の場合、ヨーク１８が回転動作しているので、該ヨーク
１８に保持された永久磁石２８ａ〜２８ｆにより、第１
〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉとは別の図示しない電
磁コイルに誘起電圧が発生する。すなわち、永久磁石埋
め込み式回転電機１０は、発電機として機能することに
なる。
ようになると、図示しない前記ブラシが前記バッテリ
（図示せず）から電気的に切り離されることになる。こ
の場合、ヨーク１８が回転動作しているので、該ヨーク
１８に保持された永久磁石２８ａ〜２８ｆにより、第１
〜第９電磁コイル４６ａ〜４６ｉとは別の図示しない電
磁コイルに誘起電圧が発生する。すなわち、永久磁石埋
め込み式回転電機１０は、発電機として機能することに
なる。
【００２４】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、ヨーク
に埋め込まれた永久磁石を、回転軸の周方向に等ピッチ
で配置する場合と比して該回転軸の回転方向と反対方向
にずらした位置に配置する、すなわち不等ピッチに配置
する。永久磁石とティースとの相対的な位置関係が同じ
になる周期がコギングトルクの周期であるため、永久磁
石を前記のように不等ピッチで配置することにより、コ
ギングトルクの周期を短縮化でき、コギングトルクの発
生を可及的に阻止することが可能となる。
に埋め込まれた永久磁石を、回転軸の周方向に等ピッチ
で配置する場合と比して該回転軸の回転方向と反対方向
にずらした位置に配置する、すなわち不等ピッチに配置
する。永久磁石とティースとの相対的な位置関係が同じ
になる周期がコギングトルクの周期であるため、永久磁
石を前記のように不等ピッチで配置することにより、コ
ギングトルクの周期を短縮化でき、コギングトルクの発
生を可及的に阻止することが可能となる。
【００２５】さらに、回転軸が回転することにより発生
した磁束は、突極部を通過してティースに入りこむ。そ
の際、不等ピッチに配置された隣り合う永久磁石の間に
形成される突極部の幅を、等ピッチに配置された隣り合
う永久磁石の間に形成される突極部の幅以下になるよう
に該永久磁石が埋め込まれる凹部を形成するため、該突
極部における磁束密度が高くなり、それにより磁気抵抗
が低くなるのでリラクタンストルクを有効に利用するこ
とが可能になるという特有の効果が得られる。
した磁束は、突極部を通過してティースに入りこむ。そ
の際、不等ピッチに配置された隣り合う永久磁石の間に
形成される突極部の幅を、等ピッチに配置された隣り合
う永久磁石の間に形成される突極部の幅以下になるよう
に該永久磁石が埋め込まれる凹部を形成するため、該突
極部における磁束密度が高くなり、それにより磁気抵抗
が低くなるのでリラクタンストルクを有効に利用するこ
とが可能になるという特有の効果が得られる。
【図１】本実施の形態に係る永久磁石埋め込み式回転電
機の要部を示す一部省略縦断面概略構成図である。
機の要部を示す一部省略縦断面概略構成図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線からみた矢視説明図
である。
である。
【図３】図１の永久磁石埋め込み式回転電機を構成する
ヨークに抜き穴を形成した状態を示す平面説明図であ
る。
ヨークに抜き穴を形成した状態を示す平面説明図であ
る。
【図４】従来技術に係る回転電機の要部を示す平面説明
図である。
図である。
【符号の説明】 １０…永久磁石埋め込み式回転電機 １６…回転軸 １８…ヨーク ２８ａ〜２８ｆ…
永久磁石 ４２ａ〜４２ｉ…ティース ４４…ステータ ４６ａ〜４６ｉ…第１〜第９電磁コイル ４８ａ〜４８ｆ…凹部 ５０ａ〜５０ｆ…
突極部 ５２ａ〜５２ｆ…抜き穴
永久磁石 ４２ａ〜４２ｉ…ティース ４４…ステータ ４６ａ〜４６ｉ…第１〜第９電磁コイル ４８ａ〜４８ｆ…凹部 ５０ａ〜５０ｆ…
突極部 ５２ａ〜５２ｆ…抜き穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 21/16 Ｈ０２Ｋ 21/16 Ｇ Ｍ
Claims (1)
- 【請求項１】回転軸と、該回転軸に嵌合するとともに、
凹部内に埋め込まれた永久磁石を複数備えるヨークと、
コイルが巻回されたティースを複数備えるステータを有
する永久磁石埋め込み式回転電機であって、 前記永久磁石は、該回転軸の回転方向と反対方向に、Δ
θｎ＝７２０（ｎ−１）／（Ｎｃ／Ｎｒ）（ｎ＝１、
２、…、Ｎｒ／２）（但し、永久磁石の個数をＮｒと
し、ティースの個数をＮｓとし、ＮｒとＮｓとの最小公
倍数をＮｃとする）の関係式で求められるΔθｎだけず
らした位置に配置され、 前記ヨークにおける隣り合う前記永久磁石の間に形成さ
れた突極部の幅寸法に関し、該永久磁石を前記回転軸の
周方向に等ピッチで配置した場合における隣り合う該永
久磁石の間に形成された突極部の幅寸法より大きい部位
を、前記幅寸法と同じにすべく、前記凹部を形成するこ
とを特徴とする永久磁石埋め込み式回転電機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327593A JP4783495B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 永久磁石埋め込み式回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000327593A JP4783495B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 永久磁石埋め込み式回転電機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002136005A true JP2002136005A (ja) | 2002-05-10 |
| JP4783495B2 JP4783495B2 (ja) | 2011-09-28 |
Family
ID=18804579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000327593A Expired - Fee Related JP4783495B2 (ja) | 2000-10-26 | 2000-10-26 | 永久磁石埋め込み式回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4783495B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004006415A1 (de) * | 2002-07-05 | 2004-01-15 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Mehrphasenmotor |
| JP2008541686A (ja) * | 2005-05-10 | 2008-11-20 | ジーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ アクチエンゲゼルシャフト | 電動機 |
| JP2011083047A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Asmo Co Ltd | 回転電動機 |
| CN108322004A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-07-24 | 东南大学 | 一种轻量化高功率密度永磁同步电机 |
| EP3198708B1 (en) * | 2014-09-24 | 2020-02-12 | TM4 Inc. | Reluctance assisted external rotor pmsm |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07194079A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 永久磁石直流モータ |
| JPH07336976A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Fanuc Ltd | 永久磁石界磁同期電動機 |
| JPH11318062A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-16 | Okuma Corp | トルクリップルを低減したモータ |
| JP2000037052A (ja) * | 1998-07-15 | 2000-02-02 | Hitachi Ltd | 永久磁石回転電機 |
| JP2000134891A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Okuma Corp | 同期電動機およびその制御装置 |
| JP2004320863A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Asmo Co Ltd | 埋込磁石型モータ |
-
2000
- 2000-10-26 JP JP2000327593A patent/JP4783495B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07194079A (ja) * | 1993-12-27 | 1995-07-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 永久磁石直流モータ |
| JPH07336976A (ja) * | 1994-06-10 | 1995-12-22 | Fanuc Ltd | 永久磁石界磁同期電動機 |
| JPH11318062A (ja) * | 1998-05-07 | 1999-11-16 | Okuma Corp | トルクリップルを低減したモータ |
| JP2000037052A (ja) * | 1998-07-15 | 2000-02-02 | Hitachi Ltd | 永久磁石回転電機 |
| JP2000134891A (ja) * | 1998-10-28 | 2000-05-12 | Okuma Corp | 同期電動機およびその制御装置 |
| JP2004320863A (ja) * | 2003-04-14 | 2004-11-11 | Asmo Co Ltd | 埋込磁石型モータ |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004006415A1 (de) * | 2002-07-05 | 2004-01-15 | Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg | Mehrphasenmotor |
| JP2008541686A (ja) * | 2005-05-10 | 2008-11-20 | ジーメンス ヴィディーオー オートモーティヴ アクチエンゲゼルシャフト | 電動機 |
| JP2011083047A (ja) * | 2009-10-02 | 2011-04-21 | Asmo Co Ltd | 回転電動機 |
| EP3198708B1 (en) * | 2014-09-24 | 2020-02-12 | TM4 Inc. | Reluctance assisted external rotor pmsm |
| CN108322004A (zh) * | 2018-02-26 | 2018-07-24 | 东南大学 | 一种轻量化高功率密度永磁同步电机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4783495B2 (ja) | 2011-09-28 |
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