JP2007124884A - クローポール型回転電機 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明は、環状の環状継鉄部13に配置され軸方向に延在する複数の爪磁極12を設けて第1及び第2の爪鉄心11A,11Bを構成し、前記爪磁極12を互いに噛合わせて固定子鉄心7U,7V,7Wを形成すると共に、前記爪磁極の外周側に環状コイル10,10U,10V,10Wを保持して構成した固定子6を備えたクローポール型回転電機において、前記第1及び第2の爪鉄心を圧粉磁心で成形し、前記爪磁極の半径方向の厚さを2mm以上とすると共に、前記爪磁極の軸方向延在端12Tに軸方向と直行する平坦面を形成し、前記爪磁極の周方向の抜きテーパを10度以下の範囲に形成し、かつ前記爪磁極の軸方向長さと前記環状継鉄部の軸方向厚さの比率を5:1以内に形成したのである。
【選択図】図1
Description
9Bとで構成されている。
11Bとで各環状コイル10U,10V,10Wを保持し、これによって固定子6を構成している。
7.3g/cm3の圧粉磁心の直流磁化特性に比べると透磁率は向上するが、SPCCまでの磁化特性には至っていない。この爪の厚みが2mmのクローポールモータの出力トルクを
FEMを用いて計算した結果を図14に示す。製造の課題を無視して、計算上でこのクローポールモータにSPCCを用いた場合と密度が7.5g/cm3の圧粉磁心を用いた場合の出力トルクの違いを比較した。結果、図14に示すように、圧粉磁心を用いた場合の出力トルクの方が2割程度高くなる結果となった。この理由は、磁気特性では、SPCCのほうが透磁率が高いが、SPCCは、鉄板内部に発生する渦電流がその磁束をさえぎる方向に発生するためその影響が出力トルクの減少に寄与しているためである。この結果より、φ100mm程度の小形モータにおいて、界磁磁石にエネルギー積の高い希土類焼結磁石など1.2T を超える永久磁石界磁を用いて、固定子鉄心の爪厚みが2mm以上となるように設計されたクローポールモータは、界磁磁石からの磁束を飽和の影響を緩和でき、かつ、圧粉磁心の密度も高めることが可能であるために、高いモータ性能を実現することが可能であることがわかる。なお、モータの出力トルクは爪磁極を通る磁束が強く関与するため、少なくとも爪磁極の密度が7.5g/cm3以上であることが好ましい。
11Bの寸法関係を以下のような解析によって見出した。
11A…第1の爪鉄心、11B…第2の爪鉄心、12…爪磁極、12T…軸方向延在端、13…環状継鉄部、14…外周側継鉄。
Claims (11)
- 環状継鉄部と、この環状継鉄部の内径側に等間隔に配置され軸方向に延在する複数の爪磁極とで第1及び第2の爪鉄心を構成し、これら第1及び第2の爪鉄心の爪磁極を互いに噛合わせることで固定子鉄心を形成し、この固定子鉄心の噛合わせた前記爪磁極の外周側に環状コイルを保持して固定子を構成し、この固定子の内径側に周方向に隙間を介して位置する回転子とを備えたクローポール型回転電機において、
前記第1及び第2の爪鉄心は、磁性粉を圧縮成形して形成すると共に、前記爪磁極の半径方向の厚さを2mm以上とし、前記爪磁極の軸方向延在端に軸方向と直行する平坦面を形成し、前記爪磁極に根元から軸方向延在端にかけて先細りとなる軸方向に対して10度以下範囲の抜きテーパを形成し、かつ前記爪磁極の軸方向長さと前記環状継鉄部の軸方向厚さの比率を5:1以内に形成したことを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項1において、
前記爪磁極の極数Mと前記固定子の内径Dとの関係をM=a・Dとした時、
係数aを0.35以上0.5以下に設定したことを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項1において、
前記爪磁極の周方向平均幅角度Tと電気角1周期に相当する磁極ピッチPとの比率T/Pを0.4以上0.45以下に設定したことを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項2において、
前記爪磁極の周方向平均幅角度Tと電気角1周期に相当する磁極ピッチPとの比率T/Pを0.4以上0.45以下に設定したことを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項1において、
爪鉄心は、磁性粉密度が7.5g/cm3以上であることを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項1において、
前記回転子は、希土類の永久磁石を有していることを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項1において、
前記回転子は、残留磁束密度の値が1.2テスラ以上1.4テスラ以下の永久磁石を有していることを特徴とするクローポール型回転電機。 - 環状継鉄部と、この環状継鉄部の内径側に等間隔に配置され軸方向に延在する複数の爪磁極とで第1及び第2の爪鉄心を構成し、これら第1及び第2の爪鉄心の爪磁極を互いに噛合わせることで固定子鉄心を形成し、この固定子鉄心の噛合わせた前記爪磁極の外周側に環状コイルを保持する固定子と、この固定子の内径側に周方向に隙間を介して位置する回転子とを備えたクローポール型回転電機において、前記第1及び第2の爪鉄心は、磁性粉を圧縮成形して形成すると共に、磁性粉密度を7.5g/cm3以上にしたことを特徴とするクローポール型回転電機。
- 請求項8において、
前記爪磁極の半径方向の厚さを2mm以上とし、前記爪磁極の軸方向延在端に軸方向と直行する平坦面を形成し、前記爪磁極に根元から軸方向延在端にかけて先細りとなる軸方向に対して10度以下範囲の抜きテーパを形成し、かつ前記爪磁極の軸方向長さと前記環状継鉄部の軸方向厚さの比率を5:1以内に形成したことを特徴とするクローポール型回転電機。 - 請求項9において、
前記爪磁極の極数Mと前記固定子の内径Dとの関係をM=a・Dとした時、
係数aを0.35以上0.5以下に設定したことを特徴とするクローポール型回転電機。 - 環状継鉄部と、この環状継鉄部の内径側に等間隔に配置され軸方向に延在する複数の爪磁極とで第1及び第2の爪鉄心を構成し、これら第1及び第2の爪鉄心の爪磁極を互いに噛合わせることで固定子鉄心を形成し、この固定子鉄心の噛合わせた前記爪磁極の外周側に環状コイルを保持して固定子を構成し、この固定子の内径側に周方向に隙間を介して位置する回転子とを備えたクローポール型回転電機において、
前記爪鉄心は、磁性粉を圧縮成形することにより構成され、かつ、前記爪磁極の周方向平均幅角度Tと電気角1周期に相当する磁極ピッチPとの比率T/Pを0.4以上0.45以下に設定したことを特徴とするクローポール型回転電機。
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