JP3204358U - 磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータ - Google Patents

Abstract

【課題】フラックスバリア溝により、永久磁石の磁束線を保護して導き、集中させ、磁束鎖交を強化し、漏れ磁束を軽減する永久磁石埋め込み式モータを提供する。【解決手段】永久磁石埋め込み式モータは、ステータ１０とロータ２０とを含む。ステータ１０は、ステータの中心を通って形成される装着孔１１と、ステータの外周と装着孔との間のステータの内側部分に円周上に形成される複数のステータ歯１２とを有する。ロータ２０は装着孔１１内に回転自在に設けられ、ロータ内に円周上且つ軸方向に形成される複数の永久磁石２１を含む。各永久磁石は２つの径方向側面２１１、２１２を有する。ロータはさらに複数のフラックスバリア溝２２を含む。各フラックスバリア溝は、対応する永久磁石の２つの径方向側面２１１、２１２のうちの１つの傍に位置するロータの一部を通って軸方向に形成される。【選択図】図２

Description

本考案は永久磁石モータ、より具体的には、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータに関する。

図１０を参照すると、全ての現在のエアコンディショニングコンプレッサは、モータの動作を通して空気を調節する目的を達成するための従来のモータ３０を装備する。従来のモータ３０は、ロータ３１とステータ３２とを含む。６個の永久磁石３１１がロータ３１の内壁周りに環状に、互いに空隙によって間隔を有して設けられる。６個の永久磁石３１１の任意の隣接する２個の極性は反転される。ステータ３２は複数のステータ歯３２１を有し、各ステータ歯３２１周りにコイルが設けられる。電流がコイルを通って流れると、各ステータ歯３２１は対応する極性を電流の方向にしたがって発生させ、永久磁石３１１にかかる引力及び反発力がロータ３１を回転させて、モータ３０が稼働し始める。

コイルを流れる電流が固定されると、モータの回転から発生するトルクは永久磁石３１１の磁力と直接的に比例する。より高いトルクは通常、モータ３０のより良い動作を確保する。しかしながら、より高い磁力を有する永久磁石３１１はより高い製造コストを伴い、モータ３０の合計製造コストを必然的に増加させる。

本考案の目的は、パワーマグネットの使用をなくし、通常の永久磁石で製造コストを抑えることができる、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータを提供することである。

上記の目的を達成するために、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータは、ステータとロータとを含む。

ステータは円柱状であり、装着孔及び複数のステータ歯を有する。

装着孔はロータの中心を通って軸方向に形成される。

複数のステータ歯はステータの内側部分に円周上且つ軸方向に形成されて、ステータの外周及び装着孔の間で放射状且つ内側に突出する。

ロータはステータの装着孔の中に回転自在に設けられて、複数の永久磁石及び複数のフラックスバリア溝を有する。

複数の永久磁石はロータ内に円周上且つ軸方向に設けられ、互いに間隔を有する。各永久磁石は、求心端及び遠心端の、２つの径方向側面を有する。

２つの径方向側面は永久磁石上に形成され、互いに対面し、放射状に並べられる。各永久磁石の２つの径方向側面はそれぞれ２つの異なる極性を有し、複数の永久磁石のうちの、任意の隣接する２つの永久磁石の近隣径方向側面の極性は同一である。

遠心端は求心端と対面する。

各フラックスバリア溝は、対応する永久磁石の２つの径方向側面のうちの１つの傍に位置するロータの一部を通って、軸方向に形成される。

ロータの本体の透磁率の係数がフラックスバリア溝及び短フラックスバリア溝のものよりも高いため、各永久磁石の磁束線はロータの本体を通り抜けるように優先付けられる。複数のフラックスバリア溝及びマルチ短フラックスバリア溝は、複数の永久磁石の磁束線を保護して導くために設けられ、それによっての複数の永久磁石の磁束線を集中させることで磁束鎖交を強化して、複数の永久磁石の漏れ磁束を低減させる。したがって、弱い磁力を有するモータ内の磁石をも、磁束密度を強化させてより強い回転トルク及び増進したモータの動作効率性を提供するために、上記の設計と組み合わせて用いることができる。

本考案の他の目的、利点、及び新規の特徴は、添付図面と併せて以下の具体的な記載によってより明白になるであろう。

本考案に係る、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータの第１の実施形態の斜視図である。 図１における永久磁石埋め込み式モータの正面図である。 図１における永久磁石埋め込み式モータの磁束線の分布を示す概略図である。 本考案に係る、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータの第２の実施形態の正面図である。 図４における永久磁石埋め込み式モータの磁束線の分布を示す概略図である。 本考案に係る、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータの第３の実施形態の前面図である。 図６における永久磁石埋め込み式モータの磁束線の分布を示す概略図である。 本考案に係る、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータの第４の実施形態の正面図である。 図８における永久磁石埋め込み式モータの磁束線の分布を示す概略図である。 従来のモータの磁束線の分布を示す概略図である。

図１を参照すると、本考案に係る、磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータ１の第１の実施形態は、ステータ１０とロータ２０とを含む。

図２を参照すると、図１のステータ１０は円柱状であり、装着孔１１と複数のステータ歯１２とを有する。装着孔１１はステータ１０の中心を通って軸方向に形成される。複数のステータ歯１２はステータ１０の内側部分に円周上且つ軸方向に形成され、外周とステータ１０の装着孔１１との間に放射状且つ内側に突出し、互いに間隔を有する。各ステータ歯１２は、そのステータ歯１２の外周の周りにコイルが設けられる。

ロータ２０は円柱状であり、ステータ１０の装着孔１１内に回転自在に設けられ、複数の永久磁石２１、複数のフラックスバリア溝２２、及び複数の短フラックスバリア溝２２１を有する。複数の永久磁石２１は立方体の形態を取り、ロータ２０内に円周上且つ軸方向に設けられ、互いに間隔を有する。各永久磁石２１はその上に、互いに対面し、放射状に並べられる２つの径方向側面２１１，２１２を有する。各永久磁石２１の２つの径方向側面２１１，２１２は、それぞれ２つの異なる極性を有する。複数の永久磁石２１のうちの、任意の隣接する２つの永久磁石の近隣径方向側面の極性は同一である。

各フラックスバリア溝２２及び複数の短フラックスバリア溝２２１のうちの隣接する１つは、対応する永久磁石２１の２つの径方向側面のうちの１つの傍に位置するロータ２０の一部を通って、軸方向に形成される。本実施形態では、永久磁石２１は６個、フラックスバリア溝２２は１２個、そして短フラックスバリア溝２２１は１２個ある。１つのフラックスバリア溝２２と１つの短フラックスバリア溝２２１は、各永久磁石２１の各径方向側面の傍のロータ２０の一部に軸方向に形成される。各永久磁石２１はさらに、求心端２１３、及び求心端２１３の反対側に遠心端２１４を有する。各フラックスバリア溝２２は曲線形態を取って対応する永久磁石２１の求心端２１４とロータ２０の外壁との間を延伸し、フラックスバリア溝２２の凹部は対応する永久磁石２１と対面する。各短フラックスバリア溝２２１は対応する永久磁石２１の遠心端２１４に隣接するロータ２０の一部を通って形成され、対応する永久磁石２１の磁束線の方向と一定である円周方向に延伸する。

図２及び図３を参照して、ロータ２０の本体の透磁率の係数がフラックスバリア溝２２及び短フラックスバリア溝２２１のものよりも高いために、各永久磁石２１の磁束線はロータ２０の本体を通り抜けるように優先付けられる。複数のフラックスバリア溝２２及び複数の短フラックスバリア溝２２１の存在によって、複数の永久磁石２１の磁束線を保護して導き、磁束鎖交を強化させて複数の永久磁石２１の漏れ磁束を低減するように、複数の永久磁石２１の磁束線が集中可能となる。その意味では、弱い磁力を有するモータの磁石をも、磁束密度を強化してより強い回転トルク及び増進されたモータの動作効率性を提供するために、上記の設計と組み合わせて使用可能である。

図４及び図５を参照すると、本考案に係る磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータ１の第２の実施形態は、各永久磁石２１の求心端２１３の断面が永久磁石２１の遠心端２１４よりも小さい点で、第１の実施形態と異なる。各永久磁石２１の求心端２１３の縮小された断面によって、永久磁石２１の磁束線がどのように進むかが変更されて、図５に図示するようにロータ２０の漏れ磁束を効果的に改善する。

図６及び図７を参照すると、本考案に係る磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータ１の第３の実施形態は、各永久磁石２１の求心端２１３が、接続される永久磁石２１と同一の極性を有するパワーマグネット２３に接続される点で、第１の実施形態と異なる。パワーマグネット２３の存在によって、複数の永久磁石２１の磁束線がどのように進むかが変更させられて、図７に図示するようにロータ２０の漏れ磁束を効果的に改善する。本実施形態では、パワーマグネット２３はネオジウム鉄ボロン（ＮｄＦｅＢ）からなる。

図８及び図９を参照すると、本考案件に係る磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータ１の第４の実施形態は、各永久磁石２１の遠心端２１４は、接続される永久磁石２１と同一の極性を有するパワーマグネット２３に接続される点で、第１の実施形態と異なる。パワーマグネット２３の存在によって、複数の永久磁石２１の磁束線がどのように進むかが変更させられて、図９に図示するようにロータ２０の漏れ磁束を効果的に改善する。本実施形態では、パワーマグネット２３はネオジウム鉄ボロン（ＮｄＦｅＢ）からなる。

本考案の数々の特徴及び利点が考案の構造及び機能の詳細と共に上述されているが、その開示は単に図示的である。変更は、詳細に、特に形状、大きさ、及び部品の配置の観点から、添付請求項が表現される用語の広義の一般的な意味によって示される考案全体の原則の範囲内にて行われてもよい。

１ 永久磁石埋め込み式モータ
１０ ステータ
１１ 装着孔
１２ ステータ歯
２０ ロータ
２１ 永久磁石
２１１、２１２ 径方向側面
２１３ 求心端
２１４ 遠心端
２２ フラックスバリア溝
２２１ 短フラックスバリア溝
２３ パワーマグネット

Claims (9)

1. 磁束が強化された永久磁石埋め込み式モータであって、
   円柱状のステータであって、
   ロータの中心を通って軸方向に形成される装着孔と、
   前記ステータの内側部分に円周上且つ軸方向に形成され、前記ステータの外周と前記装着孔との間で放射状且つ内側に突出する複数のステータ歯と、を有するステータと、
   前記ステータの前記装着孔内にて回転自在に設けられるロータであって、
   前記ロータ内に円周上且つ軸方向に、互いに間隔を有して設けられる複数の永久磁石を有し、各永久磁石は、
   その上に、互いに対面して放射線状に並ぶ２つの径方向側面が形成され、各永久磁石の前記２つの径方向側面はそれぞれ２つの異なる極性を有し、前記複数の永久磁石のうちの、任意の隣接する２つの近隣径方向側面の極性は同一である、２つの径方向側面と、
   求心端と、
   前記求心端と対面する遠心端と、
   複数のフラックスバリア溝であって、各フラックスバリア溝は対応する永久磁石の前記２つの径方向側面のうちの１つの傍に位置する前記ロータの一部を通って軸方向に形成される、複数のフラックスバリア溝と、を含むロータと、を含む、永久磁石埋め込み式モータ。
2. ６個の永久磁石と１２個のフラックスバリア溝とをさらに含む、請求項１に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
3. 各フラックスバリア溝は曲線形態をとり、対応する永久磁石の前記求心端と前記ロータの外壁との間で延伸する、請求項１または２に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
4. ６個の永久磁石と、１２個のフラックスバリア溝と、１２個の短フラックスバリア溝とをさらに含み、各短フラックスバリア溝は対応する永久磁石の遠心端に隣接する前記ロータの一部を通して形成される、請求項１に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
5. 各フラックスバリア溝は曲線形態を取り、対応する永久磁石の前記求心端と前記ロータの外壁との間を延伸し、
   各短フラックスバリア溝は円周方向に延伸する、請求項４に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
6. 各永久磁石の前記求心端の断面は、前記永久磁石の前記遠心端の断面よりも小さい、請求項１、４、及び５のいずれか１項に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
7. 各永久磁石の前記求心端は、前記接続される永久磁石のものと同一の極性を有するパワーマグネットに接続される、請求項１、４、及び５のいずれか１項に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
8. 前記パワーマグネットはネオジウム鉄ボロン（ＮｄＦｅＢ）からなる、請求項７に記載の永久磁石埋め込み式モータ。
9. 各永久磁石の前記遠心端は、前記接続される永久磁石のものと同一の極性を有するパワーマグネットと接続される、請求項１、４、及び５のいずれか１項に記載の永久磁石埋め込み式モータ。

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