JP2016158318A - 回転電機 - Google Patents
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Abstract
【課題】回転電機全体の構造設計上の制約を少なくして軸受電食の抑制を可能とすることである。
【解決手段】回転電機60は、ロータ軸20に固定されるロータ12と、ロータ12の外周側に配置されるステータ14と、ロータ12とステータ14を内部に収容するモータケース16と、ロータ軸20を回転自在に支持する軸受30,40と、ロータ軸20の回転周波数を基準としてn次の周波数特性を有する不均衡磁束50が発生するときにその不均衡磁束50を打ち消す逆位相不均衡磁束58を発生する逆位相不均衡磁束発生機構80とを備える。逆位相不均衡磁束発生機構80は、ロータ軸20と一体に回転する第2ロータ82と、モータケース16に固定される第2ステータ84と、を含み、第2ロータ82と第2ステータ84のいずれか一方の磁極数がnで他方の磁極数が2nである。
【選択図】図2
【解決手段】回転電機60は、ロータ軸20に固定されるロータ12と、ロータ12の外周側に配置されるステータ14と、ロータ12とステータ14を内部に収容するモータケース16と、ロータ軸20を回転自在に支持する軸受30,40と、ロータ軸20の回転周波数を基準としてn次の周波数特性を有する不均衡磁束50が発生するときにその不均衡磁束50を打ち消す逆位相不均衡磁束58を発生する逆位相不均衡磁束発生機構80とを備える。逆位相不均衡磁束発生機構80は、ロータ軸20と一体に回転する第2ロータ82と、モータケース16に固定される第2ステータ84と、を含み、第2ロータ82と第2ステータ84のいずれか一方の磁極数がnで他方の磁極数が2nである。
【選択図】図2
Description
本発明は、回転電機に係り、特に、ロータを支持する軸受に軸受電圧が発生し得る構造を有する回転電機に関する。
回転電機において、ロータ軸周りに不均衡な磁束分布があると、不均衡磁束の周りに誘導電圧ループが生じ、その誘導電圧によってステータに対しロータ軸を支持する軸受のステータ側とロータ軸側との間に軸受電圧が発生する。軸受電圧が高くなって絶縁破壊電圧以上になると、軸受を介したロータ軸とステータのループに誘導電流が流れる。これによって軸受に電流集中が生じジュール損失が発生する。また軸受に電食現象が生じて軸受面が損傷し、ロータ軸の回転に異音が生じ、回転負荷が重くなり、回転電機の動作に支障が生じる。
これを防止するため、特許文献1では、ロータ軸の軸方向に形成した中心貫通穴に導体部材を挿入し、ステータと導体部材とを短絡して軸受に誘導電流を流さない方法を開示している。
特許文献1の方法では、ロータ軸に沿って導体部材を配置するためにロータ軸の軸方向に導体部材を通す中心貫通穴を設ける等の複雑な構造が必要となる。そのため、ロータ軸、モータケース、出力軸部等の回転電機全体の構造設計上の制約が生じる。
本発明の目的は、回転電機全体の構造設計上の制約を少なくして軸受電食の抑制を可能とする回転電機を提供することである。
本発明に係る回転電機は、ロータ軸に固定されるロータと、ロータの外周側に所定の磁気ギャップを空けて配置されるステータと、ロータとステータを内部に収容するモータケースと、モータケースに固定されロータ軸を回転自在に支持する軸受と、ロータ軸の回転周波数を基準としてn次の周波数特性を有する不均衡磁束がロータ軸周りに発生するときにその不均衡磁束を打ち消す逆位相不均衡磁束を発生する逆位相不均衡磁束発生機構と、を備え、逆位相不均衡磁束発生機構は、ロータ軸と一体に回転する第2ロータと、モータケースに固定される第2ステータと、を含み、第2ロータと第2ステータのいずれか一方の磁極数がnで他方の磁極数が2nであることを特徴とする。
本発明に係る回転電機において、第2ロータと第2ステータの一方は、磁極として磁束発生源を有さない磁性体磁極のみを有し、他方は、磁束発生源によって形成される磁極を含むことが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ロータは、n個の磁性体磁極を有し、第2ステータは、少なくとも1つの永久磁石を用いて形成される2n個の磁極を有することが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ロータは、円環状の第2ロータコアと、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ロータコアに磁気的に接続されて第2ロータコアの外周側に沿って配置されるn個の磁性体突極と、を有し、第2ステータは、円環状の第2ステータヨークと、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続されて第2ステータヨークの内周側に沿って配置される2n個の磁極と、を有することが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ステータの2n個の磁極は、先端側の極性がN極であるn個の第1永久磁石と、先端側の極性がS極であるn個の第2永久磁石と、で構成され、第1永久磁石と第2永久磁石とが第2ステータヨークの内周側に沿って交互に配置されることが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ステータの2n個の磁極は、先端側の極性が同じn個の永久磁石と、n個の磁性体磁極と、で構成され、永久磁石と磁性体磁極とが第2ステータヨークの内周側に沿って交互に配置されることが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ステータは、第2ステータヨークの内周側に沿って配置される2n個の磁性体磁極と、2n個の磁性体磁極に対応して所定の間隔を空けて第2ステータヨークに埋め込まれて配置される2n個の永久磁石と、を含み、第2ステータヨークの周方向に沿って隣接して配置される永久磁石は、同じ極性側を互いに向い合わせて配置されることが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ロータは、円環状の第2ロータコアと、先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ロータコアに磁気的に接続されて第2ロータコアの外周側に沿って配置されるn個の磁性体突極と、を有し、第2ステータは、所定の間隔を空けて互いに磁気的に分離され全体としては円環状に配置されるn個の分離ヨークと、各分離ヨークごとに、先端側で所定の間隔を空け根元側で1つの分離ヨークに磁気的に接続される2個の磁極と、を有し、n個の分離ヨークについて全体で2n個となる磁極のうち、1つが永久磁石で、(2n−1)個が磁性体磁極であることが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ロータは、第2ステータの内周側に配置される内側部分と、第2ステータの外周側に配置され、内側部分と磁気的に分離される外側部分と、を有し、内側部分と外側部分とは一体となってロータ軸と共に回転し、内側部分は、所定の間隔を空けて全体として円環状に配置されるn個の内側磁性体突極で構成され、外側部分は、内側磁性体突極と(180度/n)の周方向位相差を有して内側磁性体突極と一体となって移動回転するn個の外側磁性体突極で構成され、第2ステータは、一方端が第2ロータの内側部分に向かい合い、他方端が第2ロータの外側部分に向かい合い、所定の周方向間隔を空けて互いに磁気的に分離され全体としては円環状に配置される2n個の磁極を有し、2n個の磁極のうち1つは永久磁石で、(2n−1)個が磁性体磁極であることが好ましい。
本発明に係る回転電機において、第2ロータは、軸方向にN極とS極を有しロータ軸に配置される1つの永久磁石と、永久磁石のN極に接続され周方向に沿って所定の間隔を空けながらS極の方向に延びるn個のN極側磁極と、永久磁石のS極に接続され周方向に沿って所定の間隔を空けながらN極の方向に延びるn個のS極側磁極と、を有し、第2ステータは、円環状の第2ステータヨークと、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続されて第2ステータヨークの内周側に沿って配置されるn個の磁性体磁極と、を有することが好ましい。
本発明に係る回転電機は、ロータ軸の回転周波数を基準としてn次の周期的不均衡磁束がロータ軸周りに発生するときにその不均衡磁束を打ち消す逆位相不均衡磁束を発生する逆位相不均衡磁束発生機構を備える。この逆位相不均衡磁束発生機構は、ロータ軸と一体に回転する第2ロータとモータケースに固定される第2ステータとを含み、第2ロータと第2ステータのいずれか一方の磁極数がnで他方の磁極数が2nである。第2ロータの磁極数と第2ステータの磁極数の差はnであるので、第2ステータに対して第2ロータが回転するときに、n次の磁束が発生する。
本体の回転電機のロータとステータに対する第2ロータと第2ステータの配置関係の設定によって、本体の回転電機に生じるn次の不均衡磁束に対して、第2ロータと第2ステータによって発生するn次の磁束を逆位相の関係とすることができる。この逆位相の磁束は、ロータ軸周りの不均衡磁束となるので、軸受電食を生じさせる本体の回転電機のn次の不均衡磁束を打ち消して、軸受電食を抑制することができる。
また、本体の回転電機のモータケースの内部において、例えば、ステータのコイルエンドとロータ軸の間の空間に、第2ロータと第2ステータを配置するようにすれば、回転電機の外形を変更する必要がなく、回転電機全体の構造設計上の制約が少ない。
また、本発明に係る回転電機において、第2ロータと第2ステータの一方は、磁極として磁束発生源を有さない磁性体磁極のみを有し、他方は、磁束発生源によって形成される磁極を含むので、例えば、第2ロータと第2ステータについて励磁コイルと永久磁石とを組み合わせる方式に比べ、簡単な構造となる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ロータは、磁性体で磁極を形成し、第2ステータは、少なくとも1つの永久磁石を用いて磁極を形成するので、ロータ軸と共に回転する第2ロータには永久磁石が配置されず、回転によって生じる永久磁石の飛び出しのおそれ等がなく、構造が簡単となる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ロータのn個の磁性体突極は、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ロータコアに磁気的に接続される。同様に、第2ステータの2n個の磁極は、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続される。このように、第2ロータの磁極も第2ステータの磁極も、根元側で互いに磁気的に接続される。この構成は、ロータの突極とステータの突極同士が互いに向かい合う回転電機の形式であるので、実績のある技術をそのまま用いることができる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ステータは、第2ロータの磁性体突極に向かい合う極性がN極であるn個の永久磁石と第2ロータの磁性体突極に向かい合う極性がS極であるn個の永久磁石を2n個の磁極とする。このように簡単な構造で、n次不均衡磁束を発生することができる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ステータは、円環状の第2ステータヨークの内周側に沿って配置されるn個の永久磁石とn個の磁性体磁極とで2n個の磁極とする。これにより、永久磁石の数を減らすことができる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ステータは、円環状の第2ステータヨークの内周側に沿って配置される2n個の磁性体磁極を2n個の磁極とするために、第2ステータヨークに2n個の永久磁石が埋め込まれる。2n個の永久磁石の配置についてこのような手段を取ることもでき、設計自由度が広がる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ステータは、それぞれ2つの磁極を有するn個の分離ヨークを用い、合計で2n個の磁極のうち、1つの磁極のみに永久磁石を用い、他の磁極には磁性体磁極を用いる。これにより、永久磁石の数を1とすることができ、永久磁石のコストを低減できる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ロータは、一体となってロータ軸と共に回転する内側部分と外側部分を有し、第2ステータは第2ロータの内側部分と外側部分の間に配置される。内側部分にはn個の内側磁性体突極が配置され、外側部分には内側磁性体突極と(180度/n)の周方向位相差を有しながら内側磁性体突極と一体となって移動回転するn個の外側磁性体突極が配置される。(180度/n)の周方向位相差は、第2ステータに配置される2n個の磁極の配置ピッチと同じであるので、第2ロータの実質的な磁極数はn個である。第2ステータは、互いに磁気的に分離された2n個の磁極を有し、そのうちの1つのみに永久磁石を用い、他の磁極には磁性体磁極を用いる。これにより、永久磁石の数を1とすることができ、永久磁石のコストを低減できる。
また、本発明に係る回転電機において、第2ロータは、軸方向にN極とS極を有する1つの永久磁石をロータ軸に配置し、N極からn個のN極側磁極とS極からn個のS極側磁極を延ばして、2n個の磁極とする。第2ステータは、n個の磁性体磁極を有する。この構造は、ロータ側に磁束発生源による2n個の磁極があり、ステータ側には磁束発生源を有さないn個の磁性体磁極がある。回転電機の構造によっては、この形式を取ることもでき、設計の自由度が広がる。
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態につき、詳細に説明する。以下では、回転電機がハイブリッド車両に搭載されるものとするが、これは説明のための例示であって、これ以外の用途であって回転電機が高速回転するものであれば本発明が適用される。また、回転電機として、三相5極でステータにコイルが巻回されロータに磁石が設けられる同期型回転電機を述べるが、これは説明のための例示であって、これ以外の形式であってもよい。例えば、ロータがリラクタンス型でもよく、埋め込み磁石型でもよい。極数は5極以外でもよい。また、不均衡磁束は、ロータ軸の回転周波数を基準として15次の不均衡としたが、一般的にn次の不均衡としてよい。軸受は、コロと外輪と内輪で構成されるものを述べるが、潤滑油を用いてステータ側とロータ軸側との間が絶縁状態となる軸受であれば本発明が適用できる。
以下で述べる形状、寸法、材質等は、説明のための例示であって、回転電機の仕様等に合わせ、適宜変更が可能である。
最初に、回転電機において軸受電食が生じる現象について、図1を用いて説明する。図1は、一般的な回転電機10の断面図である。図1(a)は全体断面図であり、(b)は軸受周りの拡大図である。回転電機10は、ハイブリッド車両に搭載される三相同期型のモータ・ジェネレータである。回転電機10は、ロータ12とステータ14と、モータケース16と、ロータ軸20と、軸受30,40とを含む。
ロータ12は、所定の形状に成形された複数の積層鋼板を積層して形成される円環状の磁性体部品であるロータコアに磁極を形成する複数の永久磁石を埋め込んだもので、中心にロータ軸20と固定するための穴が設けられる。ロータコアとしては、積層鋼板に代えて、磁性粉末を一体化成形したものを用いてもよい。図1では永久磁石の図示を省略した。永久磁石は、ステータ14に巻回されるコイルに所定の通電を行うことで発生する回転磁界と協働してトルクを発生し、これによってロータコアと一体となってロータ軸20を回転させる。
ステータ14は、円環状のステータコアと、ステータコアに巻回されるコイルとを含む。ステータコアは、ロータコアと同様に、所定の形状に成形された複数の積層鋼板を積層して形成される円環状の磁性体部品である。積層鋼板に代えて、磁性粉末を一体化成形したものを用いてもよい。図1では、ステータコアに巻回されたコイルとして、ステータコアの軸方向の両端部に突き出る部分であるコイルエンド18を示した。
モータケース16は、ステータ14の外周側を固定しロータ軸20の両端を軸受30,40で回転自在に支持し、ステータ14の内周側に所定の磁気ギャップを空けてロータ12を配置して収納する。かかるモータケース16としては、適当な強度と耐熱性と耐油性とを有する金属材料を所定の形状に成形したものを用いる。金属材料としては、鋳鉄等の鉄材が用いられる。
ロータ軸20は、ロータ12の中心穴に固定配置され、ステータ14とロータ12の協働によってロータ12が回転するときは、ロータ12と一体となって回転し、トルクを出力する回転電機10の出力軸である。
軸受30,40は、モータケース16の軸方向両端部に設けられる軸受支持穴に配置され、ロータ軸20の両端を回転自在に支持する転がり軸受である。軸受30,40の構造は同じであるので、軸受30に代表させ、図1(b)に軸受30周りの拡大図を示した。軸受30は、ステータ14に固定される外輪32と、ロータ軸20に固定される内輪34と、内輪34の内側の軸受面と内輪34の外側の軸受面によって転がり自在に支持される円筒形のコロ36とを含んで構成される。コロ36の外周面と、コロ36が転がる内輪34の軸受面及び外輪32の軸受面には潤滑油が供給され、コロ36の回転によって絶縁膜である油膜38が形成される。
図1(a)の不均衡磁束50は、ロータ軸20の周りについて不均衡な分布をする磁束である。不均衡磁束50が生じる理由としては、ロータ軸20に対してロータ12とステータ14が完全な軸対称でない機械的な非対称性が考えられる。例えば、軸受30,40の不均一摩耗等によるものも含まれる。もう1つは、ロータ軸20に対して、磁束の流れが完全な軸対称でない磁気的非対称性が考えられる。ハイブリッド車両では、回転電機が高速回転することが多く、その軸受電食は、磁気的非対称性による不均衡磁束の高周波変動によることが主原因と考えられる。
図1(a)に、回転電機10の長手方向をX方向として示した。X方向はロータ軸20の延びる方向である。不均衡磁束50の磁束φはX軸周りに円環状に流れる。図1(a)に磁束φの流れる方向をφ方向として示した。θ方向は、右ねじがθ方向に切られているとしてその進む方向が+Xの方向となる回転方向である。不均衡磁束50が変動するとき、不均衡磁束50の変動を打ち消すように誘導電圧VIが生じる。電流の流れるパスがあると誘導電圧VIの正負の方向に従って誘導電流IIが流れる。誘導電流IIの流れる方向は、磁束φの周りに円環状に生じ、磁束φを打ち消す逆磁束を発生する方向である。図1(a)に示すように、誘導電流IIの流れる方向は、円環状の磁束φの中心軸側であるロータ軸20の側で+Xから−Xへ向かう方向であり、円環状の磁束φの外側であるモータケース16側で−Xから+Xへ向かう方向である。
誘導電流IIが流れるパスとしては、ステータ14が固定されるモータケース16−軸受30−ロータ軸20−軸受40−モータケース16がある。図1(b)に示すように、油膜38が存在し、その膜厚が有する絶縁破壊電圧V0よりも誘導電圧VIが低い間は、軸受30は外輪32とコロ36、コロ36と内輪34の間が絶縁されているので、上記パスに誘導電流IIは流れず外輪32と外輪32の間に誘導電圧VIが生じる。外輪32はモータケース16に接続され、内輪34はロータ軸20に接続されるので、モータケース16とロータ軸20との間に電圧差が生じるときに軸受30にも電圧差が生じる。軸受に生じる電圧差を軸受電圧と呼ぶと、軸受電圧は誘導電圧VIと同じものである。以下では、場合によって誘導電圧VIを軸受電圧VIと言い換える。
軸受電圧VIが油膜38の絶縁破壊電圧V0以上になると、場合によってスパーク56等が生じ、外輪32−コロ36−内輪34の間が導通し、誘導電流IIが流れる。このときは、絶縁破壊電圧V0以上となった部分等に電流集中が生じジュール損失が発生する。また外輪32や内輪34に電食現象が生じて軸受面が損傷し、ロータ軸20の回転に異音が生じ、回転負荷が重くなり、回転電機10の動作に支障が生じる。
以上が回転電機10において軸受電食が生じる現象の説明である。軸受電食が生じない方法として、特許文献1(図12参照)では、ロータ軸20に対し平行に導体部材を配置し、導体部材とモータケース16とでループ状の導体パスを形成し、そこに誘導電流IIを流す。軸受30を経由するパスよりも導体部材を経由するパスの方が低い抵抗値となるようにすれば、軸受30に誘導電流IIが流れず軸受電食は生じない。この方法を採用するには、ロータ軸に沿って導体部材を配置するためにロータ軸の軸方向に導体部材を通す中心貫通穴を設ける等の複雑な構造が必要となる。そのため、ロータ軸、モータケース、出力軸部等の回転電機全体の構造設計上の制約が生じる。
図2は、回転電機全体の構造設計上の制約を少なくして軸受電食の発生を抑制することができる回転電機60の構成を示す図である。回転電機60は、図1の回転電機10と比べて、逆位相不均衡磁束発生機構80を有する点が相違する。逆位相不均衡磁束発生機構80は、ロータ軸20周りの不均衡磁束50を打ち消す逆位相不均衡磁束58を発生する機構である。
不均衡磁束50の周波数と振幅と位相は、回転電機60の構造とその動作条件が分かれば、シミュレーション等で予め知ることができる。回転電機60が三相5極の同期型回転電機の場合は、ロータ軸20の回転周波数を基準として、15次の周波数変動が支配的である。以下では、不均衡磁束50の周波数特性について、回転電機60のロータ軸20の回転周波数を基準としてn次の周波数特性とする。逆位相不均衡磁束発生機構80は、回転電機60の不均衡磁束50のn次の周波数特性と同じ周波数、同じ振幅で、位相が互いに逆位相となる磁束を発生する。逆位相不均衡磁束発生機構80によって発生された磁束は、不均衡磁束50と同様に、モータケース16とロータ軸20のループを流れ、不均衡磁束50を打ち消す逆位相不均衡磁束58となる。
逆位相不均衡磁束発生機構80は、ロータ軸20と一体に回転する第2ロータ82と、モータケース16に固定される第2ステータ84とで構成される。図2に示されるように、回転電機60において、ステータ14に巻回される巻線コイルがステータ14の軸方向に突き出るコイルエンド18のために、ロータ12の軸方向端部及びステータ14の軸方向端部と、モータケース16の軸方向端部の内壁との間に空間が形成される。この空間の軸方向に沿った寸法は、コイルエンド18の軸方向寸法とほぼ同じである。この空間を利用して、第2ロータ82と第2ステータ84が配置される。したがって、回転電機60の外形は、逆位相不均衡磁束発生機構80の配置の有無によって大きくなることはない。
図3は、逆位相不均衡磁束発生機構80を軸方向から見た断面図である。ここでは、n次を15次とする。逆位相不均衡磁束発生機構80は、n個の突極を有する第2ロータ82と、2n個の永久磁石を有する第2ステータ84を組み合わせたもので、一般的な回転電機でよく用いられる形式と同じである。したがって、第2ロータ82はロータ軸20に固定され、第2ステータ84はモータケース16に固定され、第2ロータ82の外周側である突極先端側と所定の磁気ギャップを空けて永久磁石の先端が配置される。
第2ロータ82は、ロータ軸20に固定するための中心穴を有する円環状の第2ロータコア90と、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ロータコア90に磁気的に接続されて第2ロータコア90の外周側に沿って配置されるn=15個の磁性体突極92を有する。所定の隙間とは、周方向に沿って隣接する磁性体突極92の間で磁気的干渉が生じない程度の隙間である。磁性体突極92とは、磁束発生源を有さない磁性体磁極であるが、第2ロータコア90と同じ材質で第2ロータコア90と一体となって第2ロータコア90の外周側に突出する。15個の磁性体突極92は、n=15個の磁極となる。したがって、ロータ軸20周りの角度で示す第2ロータ82の磁極ピッチθRは、360度/n=(360度/15)=24度である。
第2ステータ84は、モータケース16に固定される円環状の第2ステータヨーク100と、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続されて第2ステータヨークの内周側に沿って配置される2n=30個の永久磁石を有する。所定の隙間とは、周方向に沿って隣接する永久磁石の間で磁気的干渉が生じない程度の隙間である。
2n=30個の永久磁石は、第2ロータ82の磁性体突極92に向かい合う極性がN極であるn=15個の第1永久磁石102と、第2ロータ82の磁性体突極92に向かい合う極性がS極であるn=15個の第2永久磁石104とで構成される。第1永久磁石102と第2永久磁石104は、第2ステータヨーク100の内周側に沿って交互に配置される。n=15個の第1永久磁石102と、n=15個の第2永久磁石104は、第2ステータ84において磁束発生源を用いたn=30の磁極となる。したがって、ロータ軸20周りの角度で示す第2ステータ84の磁極ピッチθSは、(360度/2n)=(360度/30)=12度である。
図3に示す逆位相不均衡磁束発生機構80の作用について図4を用いて説明する。図4は、図3のAの部分を抜き出して直線的に展開して示す図である。図4(a)〜(c)は、第2ロータ82が白抜矢印の方向に移動したときの時間的経過に従って磁束の流れの変化を示す図である。図4の白抜矢印の方向は、図3の紙面上での第2ロータ82の回転方向が反時計方向であることに対応する。図4(a)は、図3の状態を示す図で、これを基準として、(b)は第2ロータ82がθR/4だけ回転移動したときを示す図であり、(c)は第2ロータ82がθR/2だけ回転移動したときを示す図である。
これらの図で、第2ステータ84については、3つの第1永久磁石102a,102c,102eと、2つの第2永久磁石104b,104dが示される。第2ロータ82については、4つの磁性体突極92a,92b,92c,92dが白抜矢印の方向に順次移動することが示される。
図4(a)の基準状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92c,92dを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と同じである。図4(c)において、第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92a,92b,92cを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と反対方向である。その中間の図4(b)において、第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92cでは磁束が打ち消し合い、流れる磁束はない。
図5は、図4の結果をまとめた図である。横軸は角度θ、縦軸は第2ロータ82を流れる磁束の大きさである。図4(a)の角度をθ=0度とすると、ここで磁束は反時計方向に最大の大きさとなり、(b)の角度θR/4では磁束=0となり、(c)の角度θR/2で磁束は時計方向に最大の大きさとなる。この変化は正弦波状であり、一周期がθR=(360度/n)となる。つまり、図3の構成によって発生する磁束は、ロータ軸20の回転周波数を基準として、n次の周波数特性を有する。
このように、図3の構成の逆位相不均衡磁束発生機構80は、回転電機60の不均衡磁束50と同じn次の周波数特性を有する磁束を発生する。ここで、逆位相不均衡磁束発生機構80によって発生した磁束の振幅を回転電機60の不均衡磁束50の振幅と同じとなるように第2ロータ82と第2ステータ84の磁気特性を設定する。また、逆位相不均衡磁束発生機構80によって発生した磁束の位相を回転電機60の不均衡磁束50の逆位相と同じとなるようにロータ軸20に対する第2ロータ82と第2ステータ84の取付位相を調整する。このようにすることで、逆位相不均衡磁束発生機構80によって発生した磁束を、回転電機60の不均衡磁束50を打ち消す逆位相不均衡磁束58とできる。
上記では、第2ステータ84の2n個の磁極を2n個の永久磁石で構成した。磁極として永久磁石の他に、磁束発生源を有さない磁性体を磁極として用いれば永久磁石の数を少なくすることができる。磁束発生源の例は、永久磁石、コイル巻線等である。磁束発生源を有さない磁性体で形成される磁極は磁性体磁極である。
図6は、第2ステータ84の2n個の磁極をn個の永久磁石とn個の磁性体磁極で構成した逆位相不均衡磁束発生機構81の構成とその作用を示す図である。図6(a)〜(c)は、図4(a)〜(c)に対応する図で、図6(a)は基準状態を示し、(b)は第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態を示し、(c)は第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態を示す。
図6の各図に示されるように、第2ステータ84は、第2ロータ82の磁性体突極92にN極が向かい合うn個の第1永久磁石102と、第2ロータ82の磁性体突極92に向かい合うn個の磁性体磁極106とが、円環状の第2ステータヨーク100の内周側に沿って交互に配置される。磁性体磁極106は、第2ステータヨーク100と同じ材質で形成され、第2ステータヨーク100と別体であるが、第2ステータヨーク100と一体で形成してもよい。図6の各図では、3つの第1永久磁石102a,102c,102eと、2つの磁性体磁極106b,106dが示される。
矢印で示す磁束の流れを見ると、図6(a)の基準状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92c,92dを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と同じである。図6(c)において、第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92a,92b,92cを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と反対方向である。その中間の図6(b)において、第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92cでは磁束が打ち消し合い、流れる磁束はない。
図6の各図における磁束の流れは、図4の各図における磁束の流れと全く同じであるので、図4の第2永久磁石104を磁性体磁極106に置き換えても、図4と同じ作用効果を発揮する。このように、逆位相不均衡磁束発生機構81は、永久磁石の数を半分にしながら、n次の逆位相不均衡磁束58を生じさせる。なお、上記では、n個の永久磁石を第1永久磁石102としたが、これをn個の第2永久磁石104としてもよい。
上記では、第2ステータヨーク100は円環状の磁性体であり、磁束発生源である永久磁石は、第2ロータ82に向かい合うように第2ステータヨーク100の内周側に突出して配置するものとした。図7は、2n個の永久磁石を第2ステータヨーク100に埋め込み、第2ステータヨーク100の内周側に突出して第2ロータ82に向かい合う2n個の磁極を全て磁性体磁極とする構成の逆位相不均衡磁束発生機構83を示す図である。図7(a)〜(c)は、図4(a)〜(c)と図6(a)〜(c)に対応する図で、図7(a)は基準状態を示し、(b)は第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態を示し、(c)は第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態を示す。
図7の各図に示されるように、第2ステータ84は、第2ロータ82の磁性体突極92に向かい合う2n個の磁性体磁極106が円環状の第2ステータヨーク100に周方向に沿って配置され、第2ステータヨーク100における各磁性体磁極106の根元に2n個の永久磁石が2n個の磁性体磁極106に対応して互いに所定の間隔を空けて埋め込まれる。2n個の永久磁石は、周方向に沿った極性の向きが互いに反対であるn個の第3永久磁石108と、n個の第4永久磁石110で構成され、第3永久磁石108と第4永久磁石110が第2ステータヨーク100の周方向に沿って交互に配置される。すなわち、第2ステータヨーク100の周方向に沿って隣接して配置される永久磁石は、同じ極性側を互いに向い合わせて配置される。
図7の各図では、3つの第3永久磁石108b,108d,108fと、3つの第4永久磁石110a,110c,110eと、5つの磁性体磁極106a,106b,106c,106d,106eが示される。磁性体磁極106a,106bの根元の間にN極を磁性体磁極106aの側に向けS極を磁性体磁極106bの側に向けて第3永久磁石108bが配置される。磁性体磁極106b,106cの根元の間にS極を磁性体磁極106bの側に向けN極を磁性体磁極106cの側に向けて第4永久磁石110cが配置される。磁性体磁極106c,106dの根元の間にN極を磁性体磁極106cの側に向けS極を磁性体磁極106dの側に向けて第3永久磁石108dが配置される。以下同様の配置が繰り返され、各磁性体磁極106の根元にはそれぞれ第3永久磁石108と第4永久磁石110とが同じ極性で向かい合って配置される。
矢印で示す磁束の流れを見ると、図7(a)の基準状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92c,92dを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と同じである。図7(c)において、第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92a,92b,92cを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と反対方向である。その中間の図7(b)において、第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92cでは磁束が打ち消し合い、流れる磁束はない。
図7の各図における磁束の流れは、図4、図6の各図における磁束の流れと全く同じであるので、第2ステータヨーク100に磁束発生源である永久磁石を埋め込んでも、図4、図6と同じ作用効果を発揮する。このように、逆位相不均衡磁束発生機構83は、第2ステータヨーク100に磁束発生源としての2n個の永久磁石を埋め込み、第2ロータ82に向かい合う2n個の磁極をすべて磁性体磁極106として、n次の逆位相不均衡磁束58を生じさせる。
次に、1つの永久磁石を用いて構成される逆位相不均衡磁束発生機構の例を図8、図10、図11に示す。
図8の逆位相不均衡磁束発生機構86は、第2ステータ84における第2ステータヨーク100を円環状に一体化せずに、所定の間隔を空けて互いに磁気的に分離され全体としては円環状に配置されるn個の分離ヨーク112で構成する。「磁気的に分離」とは、各分離ヨーク112は磁気的に接続されてなく、異なる分離ヨーク112の間では磁束が流れないことである。「全体としては円環状に配置」とは、例えば円環状の非磁性体に、n個の分離ヨーク112がθRの角度ピッチで配置されることである。なお、第2ロータ82は、図4、図6、図7と同様にn個の磁性体突極92を有する。
各分離ヨーク112には、先端側で所定の間隔を空け根元側で1つの分離ヨークに磁気的に接続される2個の磁極が設けられる。n個の分離ヨーク112の全体では2n個の磁極があるが、そのうち、1つが永久磁石で、(2n−1)個が磁性体磁極である。
図8の各図では、3つの分離ヨーク112a,112b,112cが示される。このうち、分離ヨーク112bには、1つの第1永久磁石102cと、1つの磁性体磁極106bが第2ロータ82に向かい合うように設けられる。外の分離ヨーク112cには、2つの磁性体磁極106d,106eが第2ロータ82に向かい合うように設けられる。なお、分離ヨーク112aにも2つの磁性体磁極が第2ロータ82に向かい合うように設けられるが、図8の各図では磁性体磁極106aのみが図示されている。
矢印で示す磁束の流れを見ると、図8(a)の基準状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92c,92dを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と同じである。図8(c)において、第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92bにのみ磁束が流れ、他の磁性体突極92a,92cには磁束が流れない。したがって、第2ロータ82において周方向に磁束が流れない状態となる。その中間の図8(b)において、第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の磁性体突極92b,92bにおいて少ない磁束が流れる。したがって、第2ロータ82において周方向に少ない磁束が流れる。図8(d)は第2ロータ82が3θR/4だけ回転移動した状態であるが、図8(b)と同様に第2ロータ82の磁性体突極92a,92b,92cにおいて少ない磁束が流れ、したがって、第2ロータ82において周方向に少ない磁束が流れる。
このように、図8の構成においては、図8(a)の状態で第2ロータ82に発生する磁束が最大となり、(b)の第2ロータ82がθR/4回転移動した状態では発生する磁束が少なくなり、(c)の第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態で第2ロータ82に発生する磁束がゼロとなる。図9は、図8の結果をまとめたもので図5に対応する図である。横軸は角度θ、縦軸は第2ロータ82を流れる磁束の大きさである。図8(a)の角度をθ=0度とすると、ここで磁束は反時計方向に最大の大きさとなり、(b)の角度θR/4では磁束が少なくなり、(c)の角度θR/2で磁束は最小値のゼロとなる。
これを図5と比較すると、図5に比べ、n次の周波数特性を有するが、発生する磁束が多い方に全体的にシフトしている。すなわち、図8の構成では、図4,6,7の構成に比較して、直流成分の磁束が発生している。直流成分の磁束は、誘導電圧を生じないため、軸受電食等を生じさせない。このように、図8の逆位相不均衡磁束発生機構86は、図4,6,7の構成と同様に、ロータ軸20の回転周波数を基準として、n次の周波数特性を有する。
したがって、第2ステータ84において第2ステータヨーク100をn個の分離ヨーク112で構成しても、図4、図6、図7と同じ作用効果を発揮する。このように、逆位相不均衡磁束発生機構86は、第2ステータヨーク100に磁束発生源として1個の永久磁石を用い、(2n−1)個の磁極を磁性体磁極106として、n次の逆位相不均衡磁束58を生じさせる。なお、上記では、1個の永久磁石を第1永久磁石102としたが、これを1個の第2永久磁石104としてもよい。
図10の逆位相不均衡磁束発生機構87は、第2ロータ82として、第2ステータ84の内周側に配置される内側部分と、第2ステータ84の外周側に配置され、内側部分と磁気的に分離される外側部分とを有し、内側部分と外側部分とは一体となってロータ軸20と共に回転する構成を取る。第2ロータ82の内側部分は、所定の間隔を空けて全体として円環状に配置されるn個の内側磁性体突極94で構成され、外側部分は、内側磁性体突極94と(180度/n)の周方向位相差を有して内側磁性体突極94と一体となって移動回転するn個の外側磁性体突極96で構成される。
第2ステータ84は、2n個の磁極を有し、そのうち、1つが永久磁石で、(2n−1)個が磁性体磁極である。このことは図8と同じであるが、図8の第2ステータ84と異なり、2n個の磁極は所定の周方向間隔を空けて互いに磁気的に分離され全体としては円環状に配置される。
図10の各図では、第2ロータ82として、4つの内側磁性体突極94a,94b,94c,94dと、3つの外側磁性体突極96a,96b,96cが示される。各内側磁性体突極94a,94b,94c,94dは、図4の第2ロータ82の4個の磁性体突極92a,92b,92c,92dと同じ配置であるが、各外側磁性体突極96a,96b,96cは、各内側磁性体突極94a,94b,94c,94dに対して(360度/2n)=(180度/n)の周方向位相差を付けて配置される。
図10の各図では、第2ステータ84として、1つの永久磁石102cと4つの磁性体磁極106a,106b,106d,106eが示される。第2ステータ84のこの構成は、図8において、第2ステータヨーク100の内周側に非磁性体を介して1つの永久磁石102と(2n−1)の磁性体磁極106を配置したものに相当する。第2ステータヨーク100を省略して円環状の非磁性体リングに1つの永久磁石102と(2n−1)の磁性体磁極106を取付けてもよい。
矢印で示す磁束の流れを見ると、図10(a)の基準状態では、第2ロータ82の内側磁性体突極94b,94c,94dを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と同じである。外側磁性体突極96a,96b,96cを流れる磁束の方向も、白抜矢印の移動方向と同じである。図10(c)において、第2ロータ82がθR/2だけ回転移動した状態では、第2ロータ82の内側磁性体突極94a,94b,94cを流れる磁束の方向は、白抜矢印の移動方向と反対方向である。外側磁性体突極96a,96b,96cを流れる磁束の方向も、白抜矢印の移動方向と反対方向である。その中間の図10(b)において、第2ロータ82がθR/4だけ回転移動した状態では、永久磁石102cが一部懸っている内側磁性体突極94b,94cに少ない磁束が流れるが、永久磁石102cから離れた他の内側磁性体突極には磁束が流れない。したがって、第2ロータ82の周方向に流れる磁束はゼロである。図10(d)において、第2ロータ82が3θR/4だけ回転移動した状態も図10(b)と同様に、第2ロータ82の周方向に流れる磁束はゼロである。
図10の各図における第2ロータ82における磁束の流れは、図5で説明した発生する磁束と同じように、θ=0でCCW方向の最大値を取り、θ=θR/4で磁束=0となり、θ=θR/2でCW方向の最大値を取り、図4,6,7の構成と同様に、ロータ軸20の回転周波数を基準として、n次の周波数特性を有する。このことは、内側磁性体突極94の磁束の流れ方と外側磁性体突極96の磁束の流れ方において全く同じである。したがって、図10の構成において第2ステータ84に対する第2ロータの実質的な磁極数はn個である。これらのことから、第2ロータ82を第2ステータ84の両側に配置される内側部分と外側部分に分ける構成でも、図4、図6、図7、図8と同じ作用効果を発揮する。このように、逆位相不均衡磁束発生機構87は、第2ステータ84に磁束発生源として1個の永久磁石102を用い、(2n−1)個の磁極を磁性体磁極106として、n次の逆位相不均衡磁束58を生じさせる。なお、上記では、1個の永久磁石を第1永久磁石102としたが、これを1個の第2永久磁石104としてもよい。
上記では、ステータ側に磁束発生源としての永久磁石による2n個の磁極があり、ロータ側には磁束発生源を有さないn個の磁性体磁極があるものとした。磁束発生源としては永久磁石の他に、励磁コイルを用いてもよい。また、ロータ側に磁束発生源による磁極を設け、ステータ側に磁性体磁極を設けてもよい。また、ステータ側の磁極数をnとし、ロータ側の磁極数を2nとしてもよい。
図11に示す逆位相不均衡磁束発生機構88は、ロータ側に1個の永久磁石を設け、それによる2n個の磁極を形成し、ステータ側にn個の磁性体磁極を設ける例を示す図である。図11(a)は斜視図、(b)は断面図である。なお、図10まではn=15として説明したが、図11ではn=6に簡略化したモデル図を示した。図11の構成は、一般的にポールコア構造と呼ばれ大型磁石を用いるときに適した回転電機の構成と同じである。
図11の各図において、第2ロータ82は、軸方向にN極とS極を有しロータ軸20に配置される1つの永久磁石120と、永久磁石120のN極に接続されるN極側コア122と、周方向に沿って所定の間隔を空けながらN極側コア122からS極の方向に延びるn個のN極側磁極124と、永久磁石120のS極に接続されるS極側コア126と、周方向に沿って所定の間隔を空けながらS極側コア126からN極の方向に延びるn個のS極側磁極128とを有する。第2ステータ84は、図示されていない円環状の第2ステータヨークと、互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続されて第2ステータヨークの内周側に沿って配置されるn個の磁性体磁極106とを有する。
この構成は、図4における第2ロータ82を図11における第2ステータに、図4における第2ステータ84を図11における第2ロータにそれぞれ置き換えたものに相当する。したがって、図4の第2ロータ82と第2ステータ84との間の移動回転関係を相対的なものとすれば、図4の作用効果と同様に、図11の第2ステータに流れる磁束は、図5と同様にロータ軸20の回転周波数を基準としてn次の周波数特性を有する磁束となる。これによって、逆位相不均衡磁束発生機構88は、n次の逆位相不均衡磁束58を生じさせることができる。
上記構成の作用効果を従来技術と比較して以下に説明する。比較する従来技術は、図1で説明した回転電機10と、特許文献1で述べられている回転電機59である。特許文献1の回転電機59の構造を図12に示す。回転電機59は、図1の回転電機10と比べて、次の点で相違する。
すなわち、ロータ軸62の軸方向に沿って導体部材66が配置される。導体部材66は、ロータ軸62においてその軸方向に沿って中心貫通穴64を設け、その中に配置される。導体部材66が回転するロータ軸62に接触しないように、中心貫通穴64の内径は導体部材66の外径よりも小さく設定される。かかる導体部材66には、高い導電率を有する金属材料の棒材を用いる。例えば、鉄、アルミニウム、銅等の棒材が用いられる。
導体部材66の一端側は、モータケース16の一端側から延びる一端部材72に電気的に接続される。なお、ロータ軸62のトルク出力を取り出す出力軸部70がこの一端側の内側に設けられる。導体部材66の他端側は、モータケース16の他端側に設けられる他端部材74に接続される。これによって、モータケース16を介したステータ14と導体部材66とで常時ループ状の導体パス85が形成される。軸受30,40を経由するパスよりも導体部材66を経由するパスの方が低い抵抗値となるようにすれば、導体部材66とモータケース16が常時短絡状態であるので、軸受30,40には誘導電流IIが流れない。これによって図1の回転電機10で生じる軸受電食を防止できる。
回転電機59においては、ロータ軸62に沿って導体部材66を配置するためにロータ軸の軸方向に導体部材66を通す中心貫通穴64を設け、また、モータケース16の外側に一端部材72、他端部材74等を設ける等の複雑な構造が必要となる。そのため、ロータ軸62、モータケース16、出力軸部70等の回転電機全体の構造設計上の制約が生じ、回転電機59の外形が図1の回転電機10よりも大型になる。本発明に係る図2の構成によれば、導体部材66を用いないので、図1の回転電機10の外形とほぼ同じとでき、かつ、不均衡磁束50を打ち消すので、軸受電食の発生を抑制することができる。
10,59,60 回転電機、12 ロータ、14 ステータ、16 モータケース、18 コイルエンド、20,62 ロータ軸、30,40 軸受、32 外輪、34 内輪、36 コロ、38 油膜、50 不均衡磁束、56 スパーク、58 逆位相不均衡磁束、64 中心貫通穴、66 導体部材、70 出力軸部、72 一端部材、74 他端部材、80,81,83,86,87,88 逆位相不均衡磁束発生機構、82 第2ロータ、84 第2ステータ、85 導体パス、90 第2ロータコア、92,92a,92b,92c,92d 磁性体突極、94,94a,94b,94c,94d 内側磁性体突極、96,96a,96b,96c 外側磁性体突極、100 第2ステータヨーク、102,102a,102c,102e,104,104b,104d,108,108b,108d,108f,110,110a,110c,110e,120 永久磁石、106,106a,106b,106c,106d,106e 磁性体磁極、112,112a,112b,112c 分離ヨーク、122 N極側コア、124 N極側磁極、126 S極側コア、128 S極側磁極。
Claims (10)
- ロータ軸に固定されるロータと、
ロータの外周側に所定の磁気ギャップを空けて配置されるステータと、
ロータとステータを内部に収容するモータケースと、
モータケースに固定されロータ軸を回転自在に支持する軸受と、
ロータ軸の回転周波数を基準としてn次の周波数特性を有する不均衡磁束がロータ軸周りに発生するときにその不均衡磁束を打ち消す逆位相不均衡磁束を発生する逆位相不均衡磁束発生機構と、
を備え、
逆位相不均衡磁束発生機構は、
ロータ軸と一体に回転する第2ロータと、
モータケースに固定される第2ステータと、
を含み、
第2ロータと第2ステータのいずれか一方の磁極数がnで他方の磁極数が2nであることを特徴とする回転電機。 - 請求項1に記載の回転電機において、
第2ロータと第2ステータの一方は、磁極として磁束発生源を有さない磁性体磁極のみを有し、他方は、磁束発生源によって形成される磁極を含むことを特徴とする回転電機。 - 請求項2に記載の回転電機において、
第2ロータは、n個の磁性体磁極を有し、
第2ステータは、少なくとも1つの永久磁石を用いて形成される2n個の磁極を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
第2ロータは、
円環状の第2ロータコアと、
互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ロータコアに磁気的に接続されて第2ロータコアの外周側に沿って配置されるn個の磁性体突極と、
を有し、
第2ステータは、
円環状の第2ステータヨークと、
互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続されて第2ステータヨークの内周側に沿って配置される2n個の磁極と、
を有することを特徴とする回転電機。 - 請求項4に記載の回転電機において、
第2ステータの2n個の磁極は、
先端側の極性がN極であるn個の第1永久磁石と、
先端側の極性がS極であるn個の第2永久磁石と、
で構成され、
第1永久磁石と第2永久磁石とが第2ステータヨークの内周側に沿って交互に配置されることを特徴とする回転電機。 - 請求項4に記載の回転電機において、
第2ステータの2n個の磁極は、
先端側の極性が同じn個の永久磁石と、
n個の磁性体磁極と、
で構成され、
永久磁石と磁性体磁極とが第2ステータヨークの内周側に沿って交互に配置されることを特徴とする回転電機。 - 請求項4に記載の回転電機において、
第2ステータは、
第2ステータヨークの内周側に沿って配置される2n個の磁性体磁極と、
2n個の磁性体磁極に対応して所定の間隔を空けて第2ステータヨークに埋め込まれて配置される2n個の永久磁石と、
を含み、
第2ステータヨークの周方向に沿って隣接して配置される永久磁石は、同じ極性側を互いに向い合わせて配置されることを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
第2ロータは、
円環状の第2ロータコアと、
先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ロータコアに磁気的に接続されて第2ロータコアの外周側に沿って配置されるn個の磁性体突極と、
を有し、
第2ステータは、
所定の間隔を空けて互いに磁気的に分離され全体としては円環状に配置されるn個の分離ヨークと、
各分離ヨークごとに、先端側で所定の間隔を空け根元側で1つの分離ヨークに磁気的に接続される2個の磁極と、
を有し、
n個の分離ヨークについて全体で2n個となる磁極のうち、1つが永久磁石で、(2n−1)個が磁性体磁極であることを特徴とする回転電機。 - 請求項3に記載の回転電機において、
第2ロータは、
第2ステータの内周側に配置される内側部分と、
第2ステータの外周側に配置され、内側部分と磁気的に分離される外側部分と、
を有し、内側部分と外側部分とは一体となってロータ軸と共に回転し、
内側部分は、所定の間隔を空けて全体として円環状に配置されるn個の内側磁性体突極で構成され、
外側部分は、内側磁性体突極と(180度/n)の周方向位相差を有して内側磁性体突極と一体となって移動回転するn個の外側磁性体突極で構成され、
第2ステータは、
一方端が第2ロータの内側部分に向かい合い、他方端が第2ロータの外側部分に向かい合い、所定の周方向間隔を空けて互いに磁気的に分離され全体としては円環状に配置される2n個の磁極を有し、
2n個の磁極のうち1つは永久磁石で、(2n−1)個が磁性体磁極であることを特徴とする回転電機。 - 請求項2に記載の回転電機において、
第2ロータは、
軸方向にN極とS極を有しロータ軸に配置される1つの永久磁石と、
永久磁石のN極に接続され周方向に沿って所定の間隔を空けながらS極の方向に延びるn個のN極側磁極と、
永久磁石のS極に接続され周方向に沿って所定の間隔を空けながらN極の方向に延びるn個のS極側磁極と、
を有し、
第2ステータは、
円環状の第2ステータヨークと、
互いに先端側で所定の間隔を空け根元側で第2ステータヨークに磁気的に接続されて第2ステータヨークの内周側に沿って配置されるn個の磁性体磁極と、
を有することを特徴とする回転電機。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015032631A JP2016158318A (ja) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | 回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015032631A JP2016158318A (ja) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | 回転電機 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2016158318A true JP2016158318A (ja) | 2016-09-01 |
Family
ID=56826919
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2015032631A Pending JP2016158318A (ja) | 2015-02-23 | 2015-02-23 | 回転電機 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2016158318A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE112017004018T5 (de) | 2016-08-11 | 2019-05-02 | Denso Corporation | Beleuchtungseinheit und head-up-anzeigevorrichtung |
US11554676B2 (en) | 2019-06-26 | 2023-01-17 | Subaru Corporation | Motor device |
-
2015
- 2015-02-23 JP JP2015032631A patent/JP2016158318A/ja active Pending
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