JP2002534044A - 改良された磁束減衰特性を有する永久磁石及び磁気抵抗形の回転電機 - Google Patents
改良された磁束減衰特性を有する永久磁石及び磁気抵抗形の回転電機Info
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Abstract
Description
転電機に関するものである。
埋め込んで、S極とN極を適切に分布配置した形式の回転電機は公知である。
で動作する際に、磁束を減衰させる機構、即ち、固定子巻線との磁気的な働きに
寄与しない磁束を循環させる手段を備える必要がある。
有する回転子20による従来の解決策の一例を示している。この従来の解決策は、
隣接磁石の各対の磁石間に、固定子の磁極との相互作用で所要の磁束減衰効果を
生じる磁束減衰部24を配置することからなっている。
ロット14で分けられた歯部16を有し、スロット内には固定子巻線18が収容されて
いる。固定子の磁束F1は上記二つの磁石で生じており、またこれを減衰させるよ
うな逆向きの反磁束FDが存在している。この図では固定子の磁束と反磁束はあま
り分離されておらず、このような互いに逆向きの固定子磁束と反磁束の部分的な
重なり合いがこの回転電気の磁束減衰能力を制限している。
る。
定子内に回転可能に装着された回転子とを備えた回転電機、特に自動車用の発電
機又は発電機兼用始動電動機としての回転電機を提供するものであり、この回転
電機は、前記回転子が交互に極性の異なる複数の磁石に各磁石と結合した磁気抵
抗部材をそれぞれ並置してなる一連の磁石配列を備え、個々の磁石とそれに結合
した磁気抵抗部材とで回転子の単位磁極を構成しており、特に、少なくとも幾つ
かの単位磁極は、一つの回転方向に関して後方に磁気抵抗部材を結合した磁石と
前方に磁気抵抗部材を結合した磁石とを交互に有している。
下の通りである。
属する一対の隣接した磁石を有し、且つこれら一対の磁石が、第n+1番目の単位
磁極と第n+2番目の単位磁極に属する一対の隣接した磁気抵抗部材で交互配置と
なっているもの。
の寸法を有するもの。
部が他方の磁石の楔形の尾端部に揃えられているもの。
極爪部によって形成されているもの。
ら明らかであるが、これらの実施形態は、添付図面に示す通り、本発明の技術的
範囲を限定する意図を持たない単なる例示のためのものである。
気は標準的な構成の外部固定子10を備え、そのヨーク12には、固定子磁極を構成
する歯部16によって対構成に分けられた複数のスロット14が形成されている。ス
ロット14には、単相もしくは多相の固定子巻線18が収容されている。
抵抗部材24a,24bとを外周に備えている。これら二つの永久磁石は互いに隣接し
、両磁気抵抗部材24a,24bも同様である。実際には、回転子の外周上で周方向の
一方に順に一対の永久磁石22N,22Sが隣接して並び、次いで一対の磁気抵抗部材2
4a,24bが隣接して並び、更にその次に別の一対の永久磁石が隣接して並び、以下
同様に交互の配置となっている。
おける磁石の寸法によって定まり、例えばこれは、接線方向における隣接の磁気
抵抗部材24bの寸法を加えた磁石22Nの寸法である(N極)。同様に、磁石22Sと
隣接の磁気抵抗部材24bとの合計寸法により他の極ピッチも同一寸法に定められ
ている(S極)。このように、本発明においては、或る単位磁極は一つの回転方
向において永久磁石部分とその後方に隣接する可変磁気抵抗部材部分とからなり
、次の単位磁極は上記回転方向において可変磁気抵抗部材部分とその後方に隣接
する永久磁石部分とからなっている。
えられ、これら係数は共に1未満であってKA+KR=1である。
つの連続する単位磁極に対応する永久磁石の並置グループ化と、第n+1番目と第n
+2番目の二つの連続する単位磁極に対応する磁気抵抗部材の並置グループ化とに
よって磁束減衰特性が改善されている。また、この構成は動作時のトルクに影響
するリップルを低減する利点があることも判明している。
の場合は永久磁石によって固定子の磁極内に生じた磁束FAと同じ向きに流れる磁
束FMが、永久磁石の磁束に対して明確に分離されることを示している。これによ
る直接的な結果として、図4に示した磁化磁束とは逆向きとなる磁束減衰用の反
磁束FDも図5に示すように永久磁石の磁束FAに対して明確に分離される。この場
合、係数KRを或る値に定めると、永久磁石による磁束FAが大きな阻害要因となら
なくなるので反磁束FDを増加させることが可能である。
ぶことが可能である。係数KRとKAを同等、即ちKRとKAを共に0.5近傍に選ぶと、
広幅の磁束減衰域が得られる。
共通のスロット内に一緒にグループ化できることからヨーク及び回転子を形成す
る積層板の切断または打ち抜きを単純化することができ、また、永久磁石22N及
び22Sも、本来の位置にN極の部分である磁石22NとS極の部分である磁石22Sと
を連続的に着磁した単一ブロックの形で作ることができる。
磁極は2対である。従って回転子はその外周に2対の永久磁石22N,22Sと2対の
磁気抵抗部材24a,24bを一対ずつ交互の配置で備えている。固定子は三相固定子
である。
ることもできる。
はなく回転子のヨーク内に埋め込まれている。
している。即ち、N極磁石122Nは直角三角形状の全体形状を有し、その直角二辺
の長辺は回転軸心と平行で、短辺は回転子の軸方向端面と同一面内で磁極面を形
成している。S極磁石も同様であり、これらN極磁石122NとS極磁石122Sは、一
方の磁石の楔形の先端部が他方の磁石の楔形の尾端部に揃えられている。また、
N極磁石122Nの前記長辺はS極磁石122Sの同様の長辺と隣接し、これら磁石の短
辺が回転子の互いに反対側の端面でそれぞれ磁極を形成している。可変磁気抵抗
部材124a,124bも同様な楔形で同様に配置され、それぞれの斜辺が両楔形磁石の
各斜辺に沿って延在している。
磁気抵抗部材との交互配置としても良いことは述べるまでもない。
の組み合わせに好適である。
第1の填め合い部品201は、ほぼ三角形状の複数の磁極爪部211からなる第1の列
を備え、第2の填め合い部品202は、対抗する向きに同様のほぼ三角形状の複数
の磁極爪部212からなる第2の列を備えている。両填め合い部品は互いの爪部が
交互の差込状態となるように填め合わされる。
て左から右へ向かう方向)に関して可変磁気抵抗部材224bとそれに後続してN極
を形成する磁石222Nとを備え、また第2の列の各磁極爪部212は、上記と同じ回
転方向に関してS極を形成する磁石222Sとそれに後続する可変磁気抵抗部材224a
とを備えている。従って、複数の磁石と複数の可変磁気抵抗部材によるこのよう
な構成は、図3〜図6に示した構成と同等である。
発明の理念の範疇で当業者に可能なあらゆる変形及び改変も本発明に包含される
ことは述べるまでもない。
する磁束減衰能力に応じて種々に変えることが可能である。
適である。
例を示す模式図である。
ある。
部を模式的に示す展開図である。
ある。
である。
Claims (8)
- 【請求項1】 固定子巻線(18)を装備した固定子(10)と該固定子内に回転可
能に装着された回転子(20)とを備えた回転電機、特に自動車用の発電機又は発電
機兼用始動電動機としての回転電機であって、前記回転子が、交互に極性の異な
る複数の磁石(22N,22S; 122N,122S; 222N,222S)に、各磁石と結合した磁気抵抗
部材(24a,24b; 124a,124b; 224a,224b)をそれぞれ並置してなる一連の磁石配列
を備え、個々の磁石とそれに結合した磁気抵抗部材とで回転子の単位磁極が構成
されているものにおいて、少なくとも幾つかの単位磁極が、一つの回転方向に関
して後方に磁気抵抗部材(24a; 124a; 224a)を結合した磁石(22S; 122S; 222S)と
前方に磁気抵抗部材(24b; 124b; 224b)を結合した磁石(22N; 122N; 222N)とを交
互に有していることを特徴とする回転電機。 - 【請求項2】 回転子(20)が、前記回転方向に関し、第n番目の単位磁極と
第n+1番目の単位磁極に属する一対の隣接した磁石(22N,22S; 122N,122S; 222N,2
22S)を有し、且つこれら一対の磁石が、第n+1番目の単位磁極と第n+2番目の単位
磁極に属する一対の隣接した磁気抵抗部材(24a,24b; 124a,124b; 224a,224b)で
交互配置となっていることを特徴とする請求項1に記載の回転電機。 - 【請求項3】 磁石(22N,22S; 222N,222S)が磁束を径方向に生じる磁石であ
ることを特徴とする請求項1又は2のいずれか1項に記載の回転電機。 - 【請求項4】 磁石(22N,22S; 222N,222S)が回転子の表面に装着されている
ことを特徴とする請求項3に記載の回転電機。 - 【請求項5】 磁石(22N,22S; 222N,222S)が回転子の周面に埋め込まれてい
ることを特徴とする請求項3に記載の回転電機。 - 【請求項6】 同一単位磁極の磁石(22N; 22S)とそれに結合された磁気抵抗
部材(24a; 24b)とが周方向に関して同等の寸法(KA.PP; KR.PP)を有することを特
徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転電機。 - 【請求項7】 磁石(122N,122S; 222N,222S)がほぼ楔形の形状を有し、隣り
合う二つの磁石で一方の磁石の楔形の先端部が他方の磁石の楔形の尾端部に揃え
られていることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の回転電機。 - 【請求項8】 回転子の各単位磁極が、回転子を構成する二つの填め合い部
品(201, 202)の交互差込形磁極爪部(211, 212)によって形成されていることを特
徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転電機。
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