JPH0158748B2 - - Google Patents
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- JPH0158748B2 JPH0158748B2 JP57017478A JP1747882A JPH0158748B2 JP H0158748 B2 JPH0158748 B2 JP H0158748B2 JP 57017478 A JP57017478 A JP 57017478A JP 1747882 A JP1747882 A JP 1747882A JP H0158748 B2 JPH0158748 B2 JP H0158748B2
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- magnetic flux
- pole
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K1/00—Details of the magnetic circuit
- H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
- H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
- H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
- H02K1/2706—Inner rotors
- H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
- H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
- H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
- H02K1/276—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM]
- H02K1/2766—Magnets embedded in the magnetic core, e.g. interior permanent magnets [IPM] having a flux concentration effect
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、永久磁石回転子に係り、積層鉄心内
に永久磁石を配置した永久磁石回転子で、特に、
空隙磁束密度を高め、かつ電機子反作用脈動磁束
を抑制した構造の永久磁石回転子に関する。
に永久磁石を配置した永久磁石回転子で、特に、
空隙磁束密度を高め、かつ電機子反作用脈動磁束
を抑制した構造の永久磁石回転子に関する。
積層鉄心内に永久磁石を配置した永久磁石回転
子の構造については、主に自己始動巻線を有する
構造について検討されている。
子の構造については、主に自己始動巻線を有する
構造について検討されている。
そのうち、永久磁石としてフエライト磁石を使
用したものでは、その磁石の残留磁束密度が低い
ため、一定の回転子寸法内では磁石断面積を多く
し、磁束量を多くする工夫がなされるものであ
る。
用したものでは、その磁石の残留磁束密度が低い
ため、一定の回転子寸法内では磁石断面積を多く
し、磁束量を多くする工夫がなされるものであ
る。
これについての従来例を、まず説明する。
ここで、第１図は、永久磁石モータの部分開披
断面図である。
断面図である。
同図に示すように固定子１は、ハウジング３の
内部に固定子鉄心４と固定子巻線５とを収納して
いる。
内部に固定子鉄心４と固定子巻線５とを収納して
いる。
永久磁石回転子２は、シヤフト６上に、永久磁
石８を内蔵した積層鉄心７と、前記両者を固定す
るアルミダイカスト９からなり、エンドブラケツ
ト１０、ベアリング１１とによつて、固定子１に
たいして回転できるように支承されている。
石８を内蔵した積層鉄心７と、前記両者を固定す
るアルミダイカスト９からなり、エンドブラケツ
ト１０、ベアリング１１とによつて、固定子１に
たいして回転できるように支承されている。
第２図は、上述の永久磁石モータの回転子のう
ち、後述する本発明に係るものに最も近い従来例
の永久磁石回転子の断面図である。
ち、後述する本発明に係るものに最も近い従来例
の永久磁石回転子の断面図である。
この永久磁石回転子は、周方向に着磁した第１
の永久磁石８１と、各別に分離して形成された、
外周積層鉄心７１と内周積層鉄心７２との間に配
置される第２の永久磁石８２と、アルミダイカス
ト９、シヤフト６とで永久磁石回転子２が構成さ
れる。
の永久磁石８１と、各別に分離して形成された、
外周積層鉄心７１と内周積層鉄心７２との間に配
置される第２の永久磁石８２と、アルミダイカス
ト９、シヤフト６とで永久磁石回転子２が構成さ
れる。
なお、図示に係るものは、４極のものを例示
し、永久磁石は、それぞれ図中の矢印のように着
磁される。
し、永久磁石は、それぞれ図中の矢印のように着
磁される。
ここで、永久磁石回転子２から固定子１に通る
磁束量の大半は、第１の永久磁石８１によつて作
られ、第２の永久磁石８２は、主に、内、外周積
層鉄心７２，７１間の磁束漏洩防止用に使われ
る。
磁束量の大半は、第１の永久磁石８１によつて作
られ、第２の永久磁石８２は、主に、内、外周積
層鉄心７２，７１間の磁束漏洩防止用に使われ
る。
この従来形の永久磁石モータにおいては、回転
子内磁石面積を表わす磁石長である。２×（l1＋
l2）が十分大きく取れず、したがつて、永久磁石
回転子２から固定子１への磁束量（空隙磁束量）
が少なく、小出力のモータとなる。
子内磁石面積を表わす磁石長である。２×（l1＋
l2）が十分大きく取れず、したがつて、永久磁石
回転子２から固定子１への磁束量（空隙磁束量）
が少なく、小出力のモータとなる。
また、この種モータを、一般の正弦波商用電源
でなく、特に永久磁石回転子２の位置を検出し、
インバータなどで運転する、いわゆる永久磁石ブ
ラシレスモータとして運転する場合においては、
脈動磁束が大になるといつた改善すべき点があつ
た。
でなく、特に永久磁石回転子２の位置を検出し、
インバータなどで運転する、いわゆる永久磁石ブ
ラシレスモータとして運転する場合においては、
脈動磁束が大になるといつた改善すべき点があつ
た。
以下に、その原理を、第３図の動作説明図によ
り説明する。
り説明する。
第３図のｃは、永久磁石回転子２の周方向展開
図で、固定子巻線を流れる電流による巻線起磁力
は、同図のａのように表わされ、それによつて、
磁束は同図のｂのように生じ、同図ｃ中に示す
φaのように流れる。
図で、固定子巻線を流れる電流による巻線起磁力
は、同図のａのように表わされ、それによつて、
磁束は同図のｂのように生じ、同図ｃ中に示す
φaのように流れる。
すなわち、このようなものでは、電機子電流の
変化によつて図示のごとく巻線起磁力が変化し、
さらに磁束φaが変化して脈動磁束となるが、上
記の構造では、永久磁石回転子内の脈動磁束を抑
制するものがないため、脈動磁束が大、すなわち
甚だしく生ずるようになり、それによつて、騒
音、損失（鉄損等）増加などを引き起していた。
変化によつて図示のごとく巻線起磁力が変化し、
さらに磁束φaが変化して脈動磁束となるが、上
記の構造では、永久磁石回転子内の脈動磁束を抑
制するものがないため、脈動磁束が大、すなわち
甚だしく生ずるようになり、それによつて、騒
音、損失（鉄損等）増加などを引き起していた。
本発明は、上記のような従来技術の問題を解消
し、界磁磁束量が大きくとれ、かつ、特に永久磁
石ブラシレスモータとして運転する場合の脈動磁
束を抑制しうる永久磁石回転子を提供することに
ある。
し、界磁磁束量が大きくとれ、かつ、特に永久磁
石ブラシレスモータとして運転する場合の脈動磁
束を抑制しうる永久磁石回転子を提供することに
ある。
上記目的は次のようにして達成される。以下、
本発明の内容を、その理解を容易にするため、第
４図の実施例の符号を引用して説明する。
本発明の内容を、その理解を容易にするため、第
４図の実施例の符号を引用して説明する。
すなわち、本発明は、回転子２Ａの本体となる
積層鉄心７Ａの内部に永久磁石を配置して、この
積層鉄心７Ａを設定極数だけＮ極、Ｓ極に磁極化
する方式の永久磁石回転子において、 前記永久磁石は、積層鉄心７ＡのＮ極、Ｓ極の
間となるべき位置に配置される第１の永久磁石８
１Ａと、これらの第１の永久磁石８１Ａ間に配置
される第２の永久磁石８２Ａよりなり、且つ第１
の永久磁石８１Ａは、その長手方向が回転子の半
径方向に向いて周方向に磁化され、一方、第２の
永久磁石８２Ａは、回転子２Ａのシヤフト６Ａ中
心から半径方向の外側に向けて逆Ｖ字形状に配置
されつつ、その磁化方向を逆Ｖ字の長手方向に対
し直角方向として、積層鉄心７Ａのうち第１の永
久磁石８１Ａ間における該第１の永久磁石８１Ａ
と第２の永久磁石８２Ａで囲まれた外周側積層鉄
心７１Ａの部分で一磁極当りのＮ極、Ｓ極のそれ
ぞれを形成すると共に、この積層鉄心７Ａに形成
された各Ｎ極、Ｓ極を自身の第２の永久磁石８２
Ａで２分し、この２分された磁極Ｎ−１，Ｎ−
２，Ｓ−１，Ｓ−２同士を第２の永久磁石８２Ａ
の逆Ｖ字の尖端外側位置にて、積層鉄心７Ａの一
部をなすブリツジ部７４を介して結合し、且つこ
のブリツジ部７４は、積層鉄心組立時に分離しな
い機械強度を有すると共に、無負荷時に永久磁石
８１Ａ，８２Ａからの磁束を通したときには飽和
しないが、この永久磁石磁束の他に負荷時の固定
子側の巻線起磁力の磁束が加わると飽和する程度
の通路断面積となるように設定してなる。
積層鉄心７Ａの内部に永久磁石を配置して、この
積層鉄心７Ａを設定極数だけＮ極、Ｓ極に磁極化
する方式の永久磁石回転子において、 前記永久磁石は、積層鉄心７ＡのＮ極、Ｓ極の
間となるべき位置に配置される第１の永久磁石８
１Ａと、これらの第１の永久磁石８１Ａ間に配置
される第２の永久磁石８２Ａよりなり、且つ第１
の永久磁石８１Ａは、その長手方向が回転子の半
径方向に向いて周方向に磁化され、一方、第２の
永久磁石８２Ａは、回転子２Ａのシヤフト６Ａ中
心から半径方向の外側に向けて逆Ｖ字形状に配置
されつつ、その磁化方向を逆Ｖ字の長手方向に対
し直角方向として、積層鉄心７Ａのうち第１の永
久磁石８１Ａ間における該第１の永久磁石８１Ａ
と第２の永久磁石８２Ａで囲まれた外周側積層鉄
心７１Ａの部分で一磁極当りのＮ極、Ｓ極のそれ
ぞれを形成すると共に、この積層鉄心７Ａに形成
された各Ｎ極、Ｓ極を自身の第２の永久磁石８２
Ａで２分し、この２分された磁極Ｎ−１，Ｎ−
２，Ｓ−１，Ｓ−２同士を第２の永久磁石８２Ａ
の逆Ｖ字の尖端外側位置にて、積層鉄心７Ａの一
部をなすブリツジ部７４を介して結合し、且つこ
のブリツジ部７４は、積層鉄心組立時に分離しな
い機械強度を有すると共に、無負荷時に永久磁石
８１Ａ，８２Ａからの磁束を通したときには飽和
しないが、この永久磁石磁束の他に負荷時の固定
子側の巻線起磁力の磁束が加わると飽和する程度
の通路断面積となるように設定してなる。
このような構成よりなる本発明によれば、積層
鉄心７Ａに形成される各磁極Ｎ、Ｓ（ここで、符
号のＮ、ＳはＮ極、Ｓ極に対応させたものであ
る）は、磁極Ｎ、Ｓ間に配置される第１の永久磁
石８１Ａと、第１の永久磁石８１Ａ間に配置され
る逆Ｖ字形状の第２の永久磁石８２Ａとで囲まれ
る部分（ブリツジ部７４を含む）で形成される
が、この場合、次の理由により、各磁極の有効磁
石面積（磁石長）を従来よりもはるかに大きくす
ることができる。すなわち、永久磁石回転子の半
径方向に配置される第１の永久磁石８１Ａが周方
向に磁化される他に、第２の永久磁石８２Ａがシ
ヤフト６Ａ中心から半径方向に向けて逆Ｖ字形状
に配置され、且つその逆Ｖ字形を構成する第２の
永久磁石８２Ａは、長手方向と直角方向（回転子
のほぼ周方向）に磁化されることから、第２の永
久磁石８２Ａの各辺の磁石長l2が第１の永久磁石
８１Ａ同様に全て回転子の半径方向に延びて、こ
れらの磁束長l2を第１の永久磁石８１Ａの磁石長
l1とほぼ同じかそれ以上に設定できる。その結
果、各磁極Ｎ，Ｓのトータルの磁石長２×（l1＋
l2）を、回転子２Ａを大きくすることなく従来よ
りもはるかに大きくすることができ、永久磁石回
転子から固定子への界磁磁束量（空隙磁束量）を
大幅に増加してモータの高出力化を図り得る。
鉄心７Ａに形成される各磁極Ｎ、Ｓ（ここで、符
号のＮ、ＳはＮ極、Ｓ極に対応させたものであ
る）は、磁極Ｎ、Ｓ間に配置される第１の永久磁
石８１Ａと、第１の永久磁石８１Ａ間に配置され
る逆Ｖ字形状の第２の永久磁石８２Ａとで囲まれ
る部分（ブリツジ部７４を含む）で形成される
が、この場合、次の理由により、各磁極の有効磁
石面積（磁石長）を従来よりもはるかに大きくす
ることができる。すなわち、永久磁石回転子の半
径方向に配置される第１の永久磁石８１Ａが周方
向に磁化される他に、第２の永久磁石８２Ａがシ
ヤフト６Ａ中心から半径方向に向けて逆Ｖ字形状
に配置され、且つその逆Ｖ字形を構成する第２の
永久磁石８２Ａは、長手方向と直角方向（回転子
のほぼ周方向）に磁化されることから、第２の永
久磁石８２Ａの各辺の磁石長l2が第１の永久磁石
８１Ａ同様に全て回転子の半径方向に延びて、こ
れらの磁束長l2を第１の永久磁石８１Ａの磁石長
l1とほぼ同じかそれ以上に設定できる。その結
果、各磁極Ｎ，Ｓのトータルの磁石長２×（l1＋
l2）を、回転子２Ａを大きくすることなく従来よ
りもはるかに大きくすることができ、永久磁石回
転子から固定子への界磁磁束量（空隙磁束量）を
大幅に増加してモータの高出力化を図り得る。
また、本発明は、積層鉄心７Ａに形成される各
磁極Ｎ，Ｓを自身の第２の永久磁石８２Ａで２分
し、この２分された磁極Ｎ−１，Ｎ−２，Ｓ−
１，Ｓ−２同士をブリツジ部７４で結合すること
から、この永久磁石回転子２Ａを永久磁石ブラシ
レスモータとして使用した場合にも、その運転時
に生じる脈動磁束を次のようにして抑制すること
ができる。
磁極Ｎ，Ｓを自身の第２の永久磁石８２Ａで２分
し、この２分された磁極Ｎ−１，Ｎ−２，Ｓ−
１，Ｓ−２同士をブリツジ部７４で結合すること
から、この永久磁石回転子２Ａを永久磁石ブラシ
レスモータとして使用した場合にも、その運転時
に生じる脈動磁束を次のようにして抑制すること
ができる。
すなわち、永久磁石ブラシレスモータの負荷運
転時には、固定子巻線を流れる電流により巻線起
磁力が生じ、この磁束（脈動磁束）が永久磁石回
転子内を通ると、電機子反作用磁束となり、騒
音、損失（鉄損）増加の要因となることは既述し
た通りであるが、本発明では、 (イ)先ず、永久磁石回転子の各磁極Ｎ，Ｓに、半
径方向に延びる逆Ｖ字形状の第２の永久磁石８２
Ａが存在し、この第２の永久磁石８２Ａが固定子
側の巻線起磁力による磁束の通過をさまたげる役
割をなす。これは、永久磁石は自身の磁束を通す
反面、自身以外の外部磁束に対しては、常に透磁
率μがμ≒１程度で磁束を通しにくい性質を有し
ているためである。そのため、巻線起磁力による
磁束は、ブリツジ部７４を通ろうする。
転時には、固定子巻線を流れる電流により巻線起
磁力が生じ、この磁束（脈動磁束）が永久磁石回
転子内を通ると、電機子反作用磁束となり、騒
音、損失（鉄損）増加の要因となることは既述し
た通りであるが、本発明では、 (イ)先ず、永久磁石回転子の各磁極Ｎ，Ｓに、半
径方向に延びる逆Ｖ字形状の第２の永久磁石８２
Ａが存在し、この第２の永久磁石８２Ａが固定子
側の巻線起磁力による磁束の通過をさまたげる役
割をなす。これは、永久磁石は自身の磁束を通す
反面、自身以外の外部磁束に対しては、常に透磁
率μがμ≒１程度で磁束を通しにくい性質を有し
ているためである。そのため、巻線起磁力による
磁束は、ブリツジ部７４を通ろうする。
そして、(ロ)ブリツジ部７４は、無負荷時に永久
磁石８１Ａ，８２Ａからの磁束を通したときには
飽和しないが、この永久磁石磁束の他に負荷時の
固定子側の巻線起磁力の磁束が加わると飽和する
程度の僅かな通路断面積となるように設定してい
るため〔換言すればブリツジ部７４の厚み幅を(ロ)
の条件を満たす範囲で僅かな寸法に設定する〕、
このブリツジ部７４の磁路抵抗は巻線起磁力によ
る磁束に対しては大きなものとなる。その結果、
ブリツジ部７４を通る負荷運転時の巻線起磁力に
よる通過磁束も少なくし、上記(イ)、(ロ)の相乗作用
で脈動磁束を大幅に抑制することができる。
磁石８１Ａ，８２Ａからの磁束を通したときには
飽和しないが、この永久磁石磁束の他に負荷時の
固定子側の巻線起磁力の磁束が加わると飽和する
程度の僅かな通路断面積となるように設定してい
るため〔換言すればブリツジ部７４の厚み幅を(ロ)
の条件を満たす範囲で僅かな寸法に設定する〕、
このブリツジ部７４の磁路抵抗は巻線起磁力によ
る磁束に対しては大きなものとなる。その結果、
ブリツジ部７４を通る負荷運転時の巻線起磁力に
よる通過磁束も少なくし、上記(イ)、(ロ)の相乗作用
で脈動磁束を大幅に抑制することができる。
なお、ブリツジ部７４の通路断面積（幅寸法）
を設定する上で、無負荷時（固定子巻線に電流が
ほとんど流れず巻線起磁力がほとんど生じていな
い状態）に永久磁石８１Ａ，８２Ａからの磁束を
通した時には、飽和しないような通路断面積を必
要最小限確保しているが、これは、無負荷、負荷
を問わず回転子側の永久磁石８１Ａ，８２Ａから
の磁束の一部を優先して通す磁路としての機能だ
けは確保しようとするもので、これによりブリツ
ジ部７４も積層鉄心７Ａの磁極の一部としての役
割をなす。換言すれば、このように設定しない
と、回転子側の永久磁石８１Ａ，８２Ａの磁束
で、ブリツジ部７４の両端部分が飽和してしま
い、永久磁石磁束がブリツジ部７４を通れなくな
つて、ブリツジ部７４と固定子との間の空隙の磁
束分布に凹部が生じる不具合が起こる。
を設定する上で、無負荷時（固定子巻線に電流が
ほとんど流れず巻線起磁力がほとんど生じていな
い状態）に永久磁石８１Ａ，８２Ａからの磁束を
通した時には、飽和しないような通路断面積を必
要最小限確保しているが、これは、無負荷、負荷
を問わず回転子側の永久磁石８１Ａ，８２Ａから
の磁束の一部を優先して通す磁路としての機能だ
けは確保しようとするもので、これによりブリツ
ジ部７４も積層鉄心７Ａの磁極の一部としての役
割をなす。換言すれば、このように設定しない
と、回転子側の永久磁石８１Ａ，８２Ａの磁束
で、ブリツジ部７４の両端部分が飽和してしま
い、永久磁石磁束がブリツジ部７４を通れなくな
つて、ブリツジ部７４と固定子との間の空隙の磁
束分布に凹部が生じる不具合が起こる。
なお、この脈動磁束抑制原理は、後述の実施例
でも第５図に基づいて説明してあるので、参照さ
れたい。
でも第５図に基づいて説明してあるので、参照さ
れたい。
次に、本発明に係る実施例を、第４図、第５図
により説明する。
により説明する。
ここで、第４図は、本発明の一実施例に係る永
久磁石回転子の断面図、第５図のａ〜ｃは、その
動作説明図である。
久磁石回転子の断面図、第５図のａ〜ｃは、その
動作説明図である。
まず、第４図において、７Ａは、永久磁石回転
子２Ａの本体となる積層鉄心で、積層鉄心７Ａ内
には、設定極数に応じた数（本実施例では、４
個）の第１の永久磁石８１Ａが等間隔で配置さ
れ、この第１の永久磁石８１Ａ間に後述の第２の
永久磁石８２Ａが配置される。換言すれば、第１
の永久磁石８１Ａは、積層鉄鉄心７Ａ内に形成す
べきＮ極、Ｓ極間にその長手方向を回転子の半径
方向に向け、且つ周方向に磁化された状態で配置
される。
子２Ａの本体となる積層鉄心で、積層鉄心７Ａ内
には、設定極数に応じた数（本実施例では、４
個）の第１の永久磁石８１Ａが等間隔で配置さ
れ、この第１の永久磁石８１Ａ間に後述の第２の
永久磁石８２Ａが配置される。換言すれば、第１
の永久磁石８１Ａは、積層鉄鉄心７Ａ内に形成す
べきＮ極、Ｓ極間にその長手方向を回転子の半径
方向に向け、且つ周方向に磁化された状態で配置
される。
第２の永久磁石８２Ａは、それぞれ２個の永久
磁石を図示のごとく回転子２Ａのシヤフト６Ａの
中心から半径方向外側に向けて、逆Ｖ字形状を呈
するよう配列し、且つ第１の永久磁石８１Ａ間の
領域で、外周側積層鉄心７１Ａと内周側積層鉄心
７２Ａ間にまたがるように配置される。また、第
２の永久磁石８２Ａはその磁化方向が長手方向と
直角方向に設定される。このように磁化されるこ
とで、第２の永久磁石８２Ａの各辺の磁石長（２
×l2）もすべて第１の永久磁石８２Ａの磁石長l1
同様に半径方向に延びる。永久磁石回転子２Ａ
は、アルミダイカスト９Ａ、鉄などの補強ピン１
２で補強される。７３，７４はブリツジ部であ
る。
磁石を図示のごとく回転子２Ａのシヤフト６Ａの
中心から半径方向外側に向けて、逆Ｖ字形状を呈
するよう配列し、且つ第１の永久磁石８１Ａ間の
領域で、外周側積層鉄心７１Ａと内周側積層鉄心
７２Ａ間にまたがるように配置される。また、第
２の永久磁石８２Ａはその磁化方向が長手方向と
直角方向に設定される。このように磁化されるこ
とで、第２の永久磁石８２Ａの各辺の磁石長（２
×l2）もすべて第１の永久磁石８２Ａの磁石長l1
同様に半径方向に延びる。永久磁石回転子２Ａ
は、アルミダイカスト９Ａ、鉄などの補強ピン１
２で補強される。７３，７４はブリツジ部であ
る。
積層鉄心７Ａを構成する外周側積層鉄心７１Ａ
と内周側積層鉄心７２Ａとは切離されてはおらず
一体のものであり、永久磁石８１Ａ，８２Ａはフ
エライト磁石を用いている。
と内周側積層鉄心７２Ａとは切離されてはおらず
一体のものであり、永久磁石８１Ａ，８２Ａはフ
エライト磁石を用いている。
しかして、永久磁石８１Ａ，８２Ａは、図示矢
印のように磁化されることで、積層鉄心７Ａの第
１の永久磁石８１Ａ間の領域における、この第１
の永久磁石８１Ａと第２の永久磁石８２Ａとで囲
む外周側積層鉄心７１Ａ側の部分のそれぞれを一
磁極当りのＮ極、Ｓ極とするもので、さらに各Ｎ
極、Ｓ極を自身の第２の永久磁石８２Ａで２分し
ている。符号のＮ−１，Ｎ−２は積層鉄心の各Ｎ
極を２分し、Ｓ−１，Ｓ−２は積層鉄心の各Ｓ極
を２分していることを表わしている。すなわち、
１磁極当り２個の要素（Ｎ極は、Ｎ−１，Ｎ−２
の要素で、Ｓ極は−１，Ｓ−２の要素）で構成さ
れる。そして、これらのＮ−１，Ｎ−２同士が、
及びＳ−１，Ｓ−２同士が僅かな厚み幅のブリツ
ジ部７４によつて結合された構造となつている。
印のように磁化されることで、積層鉄心７Ａの第
１の永久磁石８１Ａ間の領域における、この第１
の永久磁石８１Ａと第２の永久磁石８２Ａとで囲
む外周側積層鉄心７１Ａ側の部分のそれぞれを一
磁極当りのＮ極、Ｓ極とするもので、さらに各Ｎ
極、Ｓ極を自身の第２の永久磁石８２Ａで２分し
ている。符号のＮ−１，Ｎ−２は積層鉄心の各Ｎ
極を２分し、Ｓ−１，Ｓ−２は積層鉄心の各Ｓ極
を２分していることを表わしている。すなわち、
１磁極当り２個の要素（Ｎ極は、Ｎ−１，Ｎ−２
の要素で、Ｓ極は−１，Ｓ−２の要素）で構成さ
れる。そして、これらのＮ−１，Ｎ−２同士が、
及びＳ−１，Ｓ−２同士が僅かな厚み幅のブリツ
ジ部７４によつて結合された構造となつている。
ここで、ブリツジ部７４の材質は積層鉄心同様
のもので、またその厚み幅は、積層鉄心組立時に
分離しない機械強度を保つと共に、（）無負荷
時（固定子巻線に電流がほとんど流れず巻線起磁
力もほとんど生じていない状態）に永久磁石８１
Ａ，８２Ａからの磁束を通したときには飽和しな
いが、（）この永久磁石磁束の他に負荷時の固
定子側の巻線起磁力の磁束が加わると飽和する程
度の通路断面積となるように設定してなる。ここ
で、（）のように条件設定したのは、発明の
〔作用〕の項でも述べたように固定子の巻線起磁
力の磁束に優先して永久磁石磁束を通過させよう
とするためで、ブリツジ部７４も磁極の一部とし
て機能させるためである。すなわち、各磁極の永
久磁石８１Ａ，８２Ａによる磁束で、ブリツジ部
７４の両端側部分が飽和しないようにし（飽和す
るのは負荷時に巻線起磁力の磁束が加わるときで
ある）、ブリツジ部７４と固定子との間の空隙の
磁束分布に凹部が生ぜず一様の分布となるような
幅とするものである。
のもので、またその厚み幅は、積層鉄心組立時に
分離しない機械強度を保つと共に、（）無負荷
時（固定子巻線に電流がほとんど流れず巻線起磁
力もほとんど生じていない状態）に永久磁石８１
Ａ，８２Ａからの磁束を通したときには飽和しな
いが、（）この永久磁石磁束の他に負荷時の固
定子側の巻線起磁力の磁束が加わると飽和する程
度の通路断面積となるように設定してなる。ここ
で、（）のように条件設定したのは、発明の
〔作用〕の項でも述べたように固定子の巻線起磁
力の磁束に優先して永久磁石磁束を通過させよう
とするためで、ブリツジ部７４も磁極の一部とし
て機能させるためである。すなわち、各磁極の永
久磁石８１Ａ，８２Ａによる磁束で、ブリツジ部
７４の両端側部分が飽和しないようにし（飽和す
るのは負荷時に巻線起磁力の磁束が加わるときで
ある）、ブリツジ部７４と固定子との間の空隙の
磁束分布に凹部が生ぜず一様の分布となるような
幅とするものである。
また、外周側積層鉄心７１Ａと内周側積層鉄心
７２Ａとの両者は、もう一方のブリツジ部７３に
より結合されて一体となつている。
７２Ａとの両者は、もう一方のブリツジ部７３に
より結合されて一体となつている。
以上述べた構成によれば、永久磁石８１Ａ，８
２Ａからの磁束は、大部分が各磁極の要素Ｎ−
１，Ｎ−２，Ｓ−１，Ｓ−２を介して固定子巻線
側に流れるが、その磁束の一部はブリツジ部７４
を磁路として固定子巻線側に流れる。そして、回
転子内の各磁極の磁石面積を表わす磁石長２×
（l1＋l2）は、第１、第２の各永久磁石を図示のご
とく回転子の半径方向に延びるように配置できる
ので、その磁石長を、従来例のものにたいし、は
るかに大きく取ることができ、同一寸法で、出力
の大きく取れるモータとすることができる。
２Ａからの磁束は、大部分が各磁極の要素Ｎ−
１，Ｎ−２，Ｓ−１，Ｓ−２を介して固定子巻線
側に流れるが、その磁束の一部はブリツジ部７４
を磁路として固定子巻線側に流れる。そして、回
転子内の各磁極の磁石面積を表わす磁石長２×
（l1＋l2）は、第１、第２の各永久磁石を図示のご
とく回転子の半径方向に延びるように配置できる
ので、その磁石長を、従来例のものにたいし、は
るかに大きく取ることができ、同一寸法で、出力
の大きく取れるモータとすることができる。
第５図は、上記の永久磁石回転子に係る永久磁
石モータを、永久磁石ブラシレスモータとしてイ
ンバータ運転した場合の動作説明図である。
石モータを、永久磁石ブラシレスモータとしてイ
ンバータ運転した場合の動作説明図である。
そして、ａは巻線起磁力、ｂはその磁束を示
し、ｃは回転子の展開図である。
し、ｃは回転子の展開図である。
すなわち、従来例と同じ巻線起磁力である図示
ａにたいして、その巻線起磁力による磁束を通す
磁路（ブリツジ部７４）が、さきに述べたごとく
僅かで狭いために、ｂに示すごとく通過しようと
する巻線起磁力の磁束量が小さくなり、脈動磁束
が抑制される。
ａにたいして、その巻線起磁力による磁束を通す
磁路（ブリツジ部７４）が、さきに述べたごとく
僅かで狭いために、ｂに示すごとく通過しようと
する巻線起磁力の磁束量が小さくなり、脈動磁束
が抑制される。
すなわち、巻線起磁力による脈動磁束は、第２
の永久磁石８２Ａの存在により、永久磁石８２Ａ
の存在領域では通過が抑制され（これは永久磁石
が自身の磁束に対しては磁束を通すが、自身以外
の磁束は通しにくい性質を有するためである）、
脈動磁束に係る磁束φaの磁路は同図のｃに示す
ようにブリツジ部７４となるが、ブリツジ部７４
は永久磁石磁束の他に巻線起磁力が加わつた場合
には、磁気的に飽和するため、この巻線起磁力の
磁束に対しては、磁路中の磁気抵抗が大きくな
り、巻線起磁力による通過磁束量を少なくして、
脈動磁束は抑制される。
の永久磁石８２Ａの存在により、永久磁石８２Ａ
の存在領域では通過が抑制され（これは永久磁石
が自身の磁束に対しては磁束を通すが、自身以外
の磁束は通しにくい性質を有するためである）、
脈動磁束に係る磁束φaの磁路は同図のｃに示す
ようにブリツジ部７４となるが、ブリツジ部７４
は永久磁石磁束の他に巻線起磁力が加わつた場合
には、磁気的に飽和するため、この巻線起磁力の
磁束に対しては、磁路中の磁気抵抗が大きくな
り、巻線起磁力による通過磁束量を少なくして、
脈動磁束は抑制される。
これにより、脈動磁束によつて生じる騒音、損
失などが低く押さえられるものである。
失などが低く押さえられるものである。
上記の実施例によれば、界磁磁束量が多く取
れ、したがつて出力の大きい永久磁石モータの提
供を可能とし、また、それを永久磁石ブラシレス
モータとして運転した場合には、騒音、脈動損失
の少ないものとすることができる。
れ、したがつて出力の大きい永久磁石モータの提
供を可能とし、また、それを永久磁石ブラシレス
モータとして運転した場合には、騒音、脈動損失
の少ないものとすることができる。
規定の磁束量計算になる試算では、さきに述べ
た従来例のものにたいして、本実施例に係る構成
のものでは、30％程度、磁束量の大きいモータ
（約2.2KWのもの）とすることができた。
た従来例のものにたいして、本実施例に係る構成
のものでは、30％程度、磁束量の大きいモータ
（約2.2KWのもの）とすることができた。
これは、さきにも述べたフエライト磁石を用い
たものに係るものであるが、一般の永久磁石材料
を用いても、従来例のものに比し顕著な効果を奏
することができる。
たものに係るものであるが、一般の永久磁石材料
を用いても、従来例のものに比し顕著な効果を奏
することができる。
以上のように本発明によれば、固定子と回転子
との間の空隙磁束密度を高め、、かつ電機子反作
用脈動磁束を抑制した構造の永久磁石回転子を提
供することができ、これにより、出力が大きく、
低騒音、低振動、低損失の永久磁石モータを提供
することができる。
との間の空隙磁束密度を高め、、かつ電機子反作
用脈動磁束を抑制した構造の永久磁石回転子を提
供することができ、これにより、出力が大きく、
低騒音、低振動、低損失の永久磁石モータを提供
することができる。
第１図は、永久磁石モータの部分開披断面図、
第２図は、その従来例に係る永久磁石回転子の断
面図、第３図のａ〜ｃは、その動作説明図、第４
図は、本発明の一実施例に係る永久磁石回転子の
断面図、第５図のａ〜ｃは、第４図の永久磁石回
転子に係る永久磁石モータをブラシレスモータと
してインバータ運転した場合の動作説明図であ
る。 ２Ａ……永久磁石回転子、６Ａ……シヤフト、
７Ａ……積層鉄心、７１Ａ……外周側積層鉄心、
７２Ａ……内周側積層鉄心、７３，７４……ブリ
ツジ部、８１Ａ……第１の永久磁石、８２Ａ……
第２の永久磁石。
第２図は、その従来例に係る永久磁石回転子の断
面図、第３図のａ〜ｃは、その動作説明図、第４
図は、本発明の一実施例に係る永久磁石回転子の
断面図、第５図のａ〜ｃは、第４図の永久磁石回
転子に係る永久磁石モータをブラシレスモータと
してインバータ運転した場合の動作説明図であ
る。 ２Ａ……永久磁石回転子、６Ａ……シヤフト、
７Ａ……積層鉄心、７１Ａ……外周側積層鉄心、
７２Ａ……内周側積層鉄心、７３，７４……ブリ
ツジ部、８１Ａ……第１の永久磁石、８２Ａ……
第２の永久磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 回転子２Ａの本体となる積層鉄心７Ａの内部
に永久磁石を配置して、この積層鉄心７Ａを設定
極数だけＮ極、Ｓ極に磁極化する方式の永久磁石
回転子において、 前記永久磁石は、前記積層鉄心７ＡのＮ極、Ｓ
極の間となるべき位置に配置される第１の永久磁
石８１Ａと、これらの第１の永久磁石８１Ａ間に
配置される第２の永久磁石８２Ａよりなり、且つ
前記第１の永久磁石８１Ａは、その長手方向が回
転子の半径方向に向いて周方向に磁化され、一
方、前記第２の永久磁石８２Ａは、回転子２Ａの
シヤフト６Ａ中心から半径方向の外側に向けて逆
Ｖ字形状に配置されつつ、その磁化方向を逆Ｖ字
の長手方向に対し直角方向として、前記積層鉄心
７Ａのうち第１の永久磁石８１Ａ間における該第
１の永久磁石８１Ａと前記第２の永久磁石８２Ａ
で囲まれた外周側積層鉄心７１Ａの部分で一磁極
当りのＮ極、Ｓ極のそれぞれを形成すると共に、
この積層鉄心７Ａに形成された各Ｎ極、Ｓ極を自
身の第２の永久磁石８２Ａで２分し、この２分さ
れた磁極Ｎ―１，Ｎ―２（Ｓ―１，Ｓ―２）同士
を前記第２の永久磁石８２Ａの逆Ｖ字の尖端外側
位置にて、積層鉄心７Ａの一部をなすブリツジ部
７４を介して結合し、且つこのブリツジ部７４
は、積層鉄心組立時に分離しない機械強度を有す
ると共に、無負荷時に永久磁石８１Ａ，８２Ａか
らの磁束を通したときには飽和しないが、この永
久磁石磁束の他に負荷時の固定子側の巻線起磁力
の磁束が加わわると飽和する程度の通路断面積と
なるように設定してなることを特徴とする永久磁
石回転子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017478A JPS58136258A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 永久磁石回転子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57017478A JPS58136258A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 永久磁石回転子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58136258A JPS58136258A (ja) | 1983-08-13 |
| JPH0158748B2 true JPH0158748B2 (ja) | 1989-12-13 |
Family
ID=11945108
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57017478A Granted JPS58136258A (ja) | 1982-02-08 | 1982-02-08 | 永久磁石回転子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58136258A (ja) |
Families Citing this family (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2520563Y2 (ja) * | 1990-08-31 | 1996-12-18 | 株式会社明電舎 | 三相同期電動機の回転子 |
| JP4758215B2 (ja) * | 2005-11-07 | 2011-08-24 | アスモ株式会社 | 埋込磁石型モータ |
| US7705504B2 (en) * | 2005-11-07 | 2010-04-27 | Asmo Co., Ltd. | Embedded magnet type motor |
| JP4372798B2 (ja) | 2007-02-13 | 2009-11-25 | アスモ株式会社 | 埋込磁石型モータ |
| DE102008020138A1 (de) | 2007-04-27 | 2008-10-30 | Asmo Co., Ltd., Kosai | Motor mit eingebettetem Magnet |
| US7800272B2 (en) * | 2007-11-28 | 2010-09-21 | Asmo Co., Ltd. | Embedded magnet motor and manufacturing method of the same |
| FR2987184B1 (fr) * | 2012-02-20 | 2016-07-29 | Moteurs Leroy-Somer | Rotor de machine electrique tournante a concentration de flux. |
| CN103368292A (zh) * | 2012-03-26 | 2013-10-23 | 信质电机股份有限公司 | 一种新型永磁电机的转子冲片结构 |
| CN105978285A (zh) * | 2016-05-11 | 2016-09-28 | 山东理工大学 | 电动汽车内置切向与径向合成磁场轮毂驱动电机 |
| CN105743247A (zh) * | 2016-05-12 | 2016-07-06 | 张学义 | 电动汽车组合式永磁极轮毂驱动电机 |
| CN107872111B (zh) * | 2017-11-10 | 2020-06-19 | 沈阳工业大学 | 一种双定子轴向磁通永磁电机的高强度夹心磁极转子 |
| CN110611386B (zh) * | 2019-10-10 | 2020-11-06 | 珠海格力节能环保制冷技术研究中心有限公司 | 电机转子、电机、压缩机 |
| CN112072811B (zh) * | 2020-08-03 | 2022-03-08 | 东南大学 | 一种内嵌-永磁磁阻式混合磁极型记忆电机 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4830003A (ja) * | 1971-08-25 | 1973-04-20 |
-
1982
- 1982-02-08 JP JP57017478A patent/JPS58136258A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4830003A (ja) * | 1971-08-25 | 1973-04-20 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58136258A (ja) | 1983-08-13 |
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