JPH04261352A - 直流電動機 - Google Patents
直流電動機Info
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- JPH04261352A JPH04261352A JP2193991A JP2193991A JPH04261352A JP H04261352 A JPH04261352 A JP H04261352A JP 2193991 A JP2193991 A JP 2193991A JP 2193991 A JP2193991 A JP 2193991A JP H04261352 A JPH04261352 A JP H04261352A
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- motor
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- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 230000005347 demagnetization Effects 0.000 abstract description 12
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 4
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 4
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 3
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
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Landscapes
- Dc Machiner (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は直流電動機に係り、特に
界磁として永久磁石を用いた直流電動機に関する。
界磁として永久磁石を用いた直流電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】直流電動機のうち、界磁として永久磁石
を用いた直流電動機が知られている。この種の直流電動
機では、一般的に一対の界磁磁石がモータヨークの内側
に互いに対向した状態で固定されており、さらに界磁磁
石の内方には、巻線を施した回転子が収容されている。
を用いた直流電動機が知られている。この種の直流電動
機では、一般的に一対の界磁磁石がモータヨークの内側
に互いに対向した状態で固定されており、さらに界磁磁
石の内方には、巻線を施した回転子が収容されている。
【０００３】このような従来の直流電動機に用いられた
界磁磁石は、通常均一（一様）な肉厚に形成されており
、さらにその周方向両端部は、モータ回転軸線に直交す
る断面視において、回転軸線から延びる放射線上にて切
断された形状をしている。ここで、界磁磁石のこの周方
向両端部においては、回転子の極に急激な吸引力の変化
を生じるため、起動電流の増大、回転トルクの変動、停
止位置の固定化、異常振動あるいは騒音等の所謂コギン
グと称される不具合を生じる欠点があった。
界磁磁石は、通常均一（一様）な肉厚に形成されており
、さらにその周方向両端部は、モータ回転軸線に直交す
る断面視において、回転軸線から延びる放射線上にて切
断された形状をしている。ここで、界磁磁石のこの周方
向両端部においては、回転子の極に急激な吸引力の変化
を生じるため、起動電流の増大、回転トルクの変動、停
止位置の固定化、異常振動あるいは騒音等の所謂コギン
グと称される不具合を生じる欠点があった。
【０００４】そこで、このようなコギングを低減させる
ために、界磁磁石の肉厚を周方向両端部へ向けて次第に
減少させた（薄肉とした）界磁磁石（直流電動機）が提
案されている（例えば、実開昭４８−８２４１０号公報
）。このような界磁磁石を用いた直流電動機では、回転
子の吸引または反発力が急激に変化せずコギングの発生
を低減することができる。
ために、界磁磁石の肉厚を周方向両端部へ向けて次第に
減少させた（薄肉とした）界磁磁石（直流電動機）が提
案されている（例えば、実開昭４８−８２４１０号公報
）。このような界磁磁石を用いた直流電動機では、回転
子の吸引または反発力が急激に変化せずコギングの発生
を低減することができる。
【０００５】しかしながら、従来のこのような直流電動
機では、周方向両端部へ向けて次第に薄肉とされた界磁
磁石（永久磁石）が減磁しないように（耐減磁性を確保
するために）、必要以上に大型のサイズで効率の悪い設
計となっていた。
機では、周方向両端部へ向けて次第に薄肉とされた界磁
磁石（永久磁石）が減磁しないように（耐減磁性を確保
するために）、必要以上に大型のサイズで効率の悪い設
計となっていた。
【０００６】すなわち、直流電動機の作動の際に回転子
によって発生する逆磁界（減磁界）が界磁磁石に印加さ
れることによって、この界磁磁石が減磁を起こす場合が
ある。このため、これを防止するために、逆磁界（減磁
界）が加わった時の界磁磁石の動作点が減磁曲線におけ
る減磁の屈曲点より低くならないように最初から設定し
ておく必要がある。このため、界磁磁石のパーミアンス
係数を大きくする、すなわち界磁磁石の肉厚を厚くする
必要があり、従来の界磁磁石（直流電動機）は周方向両
端部においても所定のパーミアンス係数を確保するため
に必要以上に厚肉とせざるを得ず、したがって直流電動
機も大型のサイズで重量も重くなっていた。
によって発生する逆磁界（減磁界）が界磁磁石に印加さ
れることによって、この界磁磁石が減磁を起こす場合が
ある。このため、これを防止するために、逆磁界（減磁
界）が加わった時の界磁磁石の動作点が減磁曲線におけ
る減磁の屈曲点より低くならないように最初から設定し
ておく必要がある。このため、界磁磁石のパーミアンス
係数を大きくする、すなわち界磁磁石の肉厚を厚くする
必要があり、従来の界磁磁石（直流電動機）は周方向両
端部においても所定のパーミアンス係数を確保するため
に必要以上に厚肉とせざるを得ず、したがって直流電動
機も大型のサイズで重量も重くなっていた。
【０００７】また特に、このような直流電動機が車両に
用いられた場合には、直流電動機の使用温度範囲が広く
、このため、直流電動機が例えば常温より極めて低い温
度（例えば、−４０℃）の環境に晒された場合には、不
可逆な磁束密度の変化が生じ部分的永久減磁（所謂、低
温減磁）が起こる。したがって、このような低温条件下
においても不具合無く使用できるように、パーミアンス
係数の高い界磁磁石を用いることが不可欠であり、結果
的に界磁磁石の肉厚が厚くなり直流電動機のサイズも大
型となっていた。
用いられた場合には、直流電動機の使用温度範囲が広く
、このため、直流電動機が例えば常温より極めて低い温
度（例えば、−４０℃）の環境に晒された場合には、不
可逆な磁束密度の変化が生じ部分的永久減磁（所謂、低
温減磁）が起こる。したがって、このような低温条件下
においても不具合無く使用できるように、パーミアンス
係数の高い界磁磁石を用いることが不可欠であり、結果
的に界磁磁石の肉厚が厚くなり直流電動機のサイズも大
型となっていた。
【０００８】この場合、界磁磁石のパーミアンス係数を
高めるために、界磁磁石と回転子との間の寸法（エアギ
ヤツプ）を小さくすることが考えられる。しかしながら
、従来の同一肉厚の界磁磁石について単にエアギヤツプ
を小さくするのみでは、前述のコギングを解消すること
ができなくなる。また一方、前述の周方向両端部へ向け
て肉厚を次第に減少させた界磁磁石については、その形
状に起因して特に周方向両端部ではエアギヤツプを小さ
くできない。
高めるために、界磁磁石と回転子との間の寸法（エアギ
ヤツプ）を小さくすることが考えられる。しかしながら
、従来の同一肉厚の界磁磁石について単にエアギヤツプ
を小さくするのみでは、前述のコギングを解消すること
ができなくなる。また一方、前述の周方向両端部へ向け
て肉厚を次第に減少させた界磁磁石については、その形
状に起因して特に周方向両端部ではエアギヤツプを小さ
くできない。
【０００９】このように、従来の直流電動機では、コギ
ング対策と減磁対策とが互いに二律背反となって必要以
上に大型のサイズとならざるを得ず、このため、コギン
グ防止及び減磁防止を共に満足することができる対策が
求められていた。
ング対策と減磁対策とが互いに二律背反となって必要以
上に大型のサイズとならざるを得ず、このため、コギン
グ防止及び減磁防止を共に満足することができる対策が
求められていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮し、コギングの発生及び界磁磁石の減磁を共に防止で
き、かつこれを小型のサイズにおいて実現できる直流電
動機を得ることが目的である。
慮し、コギングの発生及び界磁磁石の減磁を共に防止で
き、かつこれを小型のサイズにおいて実現できる直流電
動機を得ることが目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明に係る直流電動機
は、界磁磁石がモータヨークの内側に互いに対向した状
態で固定され前記界磁磁石の内方に巻線を施した回転子
が収容された直流電動機において、前記界磁磁石を一様
な肉厚で形成し、かつ、前記界磁磁石の周方向両端部に
、前記回転子の回転軸線に沿った幅方向寸法がテーパ状
に次第に減少されたスキユー部を設けたことを特徴とし
ている。
は、界磁磁石がモータヨークの内側に互いに対向した状
態で固定され前記界磁磁石の内方に巻線を施した回転子
が収容された直流電動機において、前記界磁磁石を一様
な肉厚で形成し、かつ、前記界磁磁石の周方向両端部に
、前記回転子の回転軸線に沿った幅方向寸法がテーパ状
に次第に減少されたスキユー部を設けたことを特徴とし
ている。
【００１２】
【作用】上記構成の直流電動機では、界磁磁石の周方向
両端部にスキユー部を設けているため、界磁磁石の周方
向両端部においては磁束密度の急激な変化がなく回転子
の吸引または反発力が急激に変化せずコギングの発生が
防止されるのみならず、界磁磁石のパーミアンス係数が
その周方向中央部と同様に周方向両端部においても大き
くなる。したがって結果的に界磁磁石の肉厚を薄くする
ことができ、直流電動機のサイズも小型となる。
両端部にスキユー部を設けているため、界磁磁石の周方
向両端部においては磁束密度の急激な変化がなく回転子
の吸引または反発力が急激に変化せずコギングの発生が
防止されるのみならず、界磁磁石のパーミアンス係数が
その周方向中央部と同様に周方向両端部においても大き
くなる。したがって結果的に界磁磁石の肉厚を薄くする
ことができ、直流電動機のサイズも小型となる。
【００１３】
【実施例】図６には本発明に係る直流電動機１０の回転
軸線に直交する方向に沿った全体断面図が示されている
。
軸線に直交する方向に沿った全体断面図が示されている
。
【００１４】直流電動機１０では、一対の界磁磁石１２
がモータヨーク１４の内側に互いに対向した状態で固定
されており、さらに界磁磁石１２の内方には、コア１６
に巻線１８を施した回転子２０が収容されている。
がモータヨーク１４の内側に互いに対向した状態で固定
されており、さらに界磁磁石１２の内方には、コア１６
に巻線１８を施した回転子２０が収容されている。
【００１５】ここで、図１には界磁磁石１２の斜視図が
示されている。また、図２乃至図４には界磁磁石１２の
三面図が示されており、図５には図２ Ｖ−Ｖ 線に沿
った界磁磁石１２の断面図が示されている。
示されている。また、図２乃至図４には界磁磁石１２の
三面図が示されており、図５には図２ Ｖ−Ｖ 線に沿
った界磁磁石１２の断面図が示されている。
【００１６】各界磁磁石１２は、図２に示す如く一様な
肉厚に形成されており、さらに界磁磁石１２の周方向両
端部には、図３に示す如く回転子２０の回転軸線に沿っ
た幅方向（図３上下方向）の寸法がテーパ状に次第に減
少されてスキユー部２２がそれぞれ設けられている。こ
のスキユー部２２のスキユー量Ｓは、回転子２０の１ス
ロツトの角度と略等しくされている。
肉厚に形成されており、さらに界磁磁石１２の周方向両
端部には、図３に示す如く回転子２０の回転軸線に沿っ
た幅方向（図３上下方向）の寸法がテーパ状に次第に減
少されてスキユー部２２がそれぞれ設けられている。こ
のスキユー部２２のスキユー量Ｓは、回転子２０の１ス
ロツトの角度と略等しくされている。
【００１７】また界磁磁石１２の各角部は面取りが施さ
れて滑らかに形成されている。次に本実施例の作用を説
明する。
れて滑らかに形成されている。次に本実施例の作用を説
明する。
【００１８】上記構成の直流電動機１０では、界磁磁石
１２の周方向両端部にスキユー部２２を設けているため
、各界磁磁石１２の周方向両端部においては磁束密度の
急激な変化がなく、回転子２０の吸引または反発力が急
激に変化することがない。したがって、起動電流の増大
、回転トルクの変動、停止位置の固定化、異常振動ある
いは騒音等のコギングと称される不具合の発生が防止さ
れる。
１２の周方向両端部にスキユー部２２を設けているため
、各界磁磁石１２の周方向両端部においては磁束密度の
急激な変化がなく、回転子２０の吸引または反発力が急
激に変化することがない。したがって、起動電流の増大
、回転トルクの変動、停止位置の固定化、異常振動ある
いは騒音等のコギングと称される不具合の発生が防止さ
れる。
【００１９】さらに、直流電動機１０では、界磁磁石１
２の周方向両端部にスキユー部２２を設けているため、
界磁磁石１２のパーミアンス係数がその周方向中央部と
同様に周方向両端部においても大きくなる。したがって
結果的に界磁磁石１２の肉厚を薄くすることができ、直
流電動機１０のサイズも小型となる。
２の周方向両端部にスキユー部２２を設けているため、
界磁磁石１２のパーミアンス係数がその周方向中央部と
同様に周方向両端部においても大きくなる。したがって
結果的に界磁磁石１２の肉厚を薄くすることができ、直
流電動機１０のサイズも小型となる。
【００２０】ここで、図７には、本実施例に係るスキユ
ー部２２を設けた界磁磁石１２と、肉厚を単に周方向両
端部へ向けて次第に減少させた（薄肉とした）従来の界
磁磁石３０の、減磁曲線におけるパーミアンス係数がそ
れぞれ比較されている。この図７で明らかなように、従
来の界磁磁石３０では、周方向両端部のパーミアンス係
数Ｐ１ が周方向中央部のパーミアンス係数Ｐ２ より
も極めて小さいため、逆磁界（減磁界）が印加された場
合あるいは低温の条件下ではこの周方向両端部が減磁し
易い。したがって、これを防止するために、逆磁界（減
磁界）が加わった時の界磁磁石３０の動作点が減磁曲線
における減磁の屈曲点より低くならないように最初から
設定しておく必要があり、このため、従来の界磁磁石３
０は周方向両端部においても所定のパーミアンス係数を
確保するために必要以上の厚肉とせざるを得ず、したが
ってこれが用いられた直流電動機も大型のサイズで重量
も重くなっていた。
ー部２２を設けた界磁磁石１２と、肉厚を単に周方向両
端部へ向けて次第に減少させた（薄肉とした）従来の界
磁磁石３０の、減磁曲線におけるパーミアンス係数がそ
れぞれ比較されている。この図７で明らかなように、従
来の界磁磁石３０では、周方向両端部のパーミアンス係
数Ｐ１ が周方向中央部のパーミアンス係数Ｐ２ より
も極めて小さいため、逆磁界（減磁界）が印加された場
合あるいは低温の条件下ではこの周方向両端部が減磁し
易い。したがって、これを防止するために、逆磁界（減
磁界）が加わった時の界磁磁石３０の動作点が減磁曲線
における減磁の屈曲点より低くならないように最初から
設定しておく必要があり、このため、従来の界磁磁石３
０は周方向両端部においても所定のパーミアンス係数を
確保するために必要以上の厚肉とせざるを得ず、したが
ってこれが用いられた直流電動機も大型のサイズで重量
も重くなっていた。
【００２１】これに対し、界磁磁石１２では、周方向両
端部のパーミアンス係数Ｐ３ 及び周方向中央部のパー
ミアンス係数Ｐ４ は共に極めて大きいため、逆磁界（
減磁界）が印加された場合あるいは低温の条件下であっ
ても減磁し難い。換言すれば、肉厚を薄く形成しても所
定の耐減磁性を確保することができ、薄肉に形成して小
型のサイズで効率の良い設計とすることができる。した
がって、結果的に磁気回路の効率を上げることができ、
直流電動機１０の小型化及び軽量化を図ることができる
。
端部のパーミアンス係数Ｐ３ 及び周方向中央部のパー
ミアンス係数Ｐ４ は共に極めて大きいため、逆磁界（
減磁界）が印加された場合あるいは低温の条件下であっ
ても減磁し難い。換言すれば、肉厚を薄く形成しても所
定の耐減磁性を確保することができ、薄肉に形成して小
型のサイズで効率の良い設計とすることができる。した
がって、結果的に磁気回路の効率を上げることができ、
直流電動機１０の小型化及び軽量化を図ることができる
。
【００２２】ここで、図８には、本実施例に係るスキユ
ー部２２を設けた界磁磁石１２を用いた直流電動機１０
の磁気回路部（界磁磁石１２、モータヨーク１４、コア
１６及び巻線１８）と、従来の界磁磁石を用いた直流電
動機の磁気回路部の、モータ出力を一定とした場合の重
量が比較されている。この図８で明らかなように、スキ
ユー部２２を設けた界磁磁石１２を用いた直流電動機１
０の磁気回路部は従来よりも大幅に重量を軽減すること
ができ、特に界磁磁石１２の肉厚を最適値に設定すると
、本出願人の測定によれば従来の直流電動機の磁気回路
部重量を１００とする重量比で１１％の軽量化を図るこ
とができた。
ー部２２を設けた界磁磁石１２を用いた直流電動機１０
の磁気回路部（界磁磁石１２、モータヨーク１４、コア
１６及び巻線１８）と、従来の界磁磁石を用いた直流電
動機の磁気回路部の、モータ出力を一定とした場合の重
量が比較されている。この図８で明らかなように、スキ
ユー部２２を設けた界磁磁石１２を用いた直流電動機１
０の磁気回路部は従来よりも大幅に重量を軽減すること
ができ、特に界磁磁石１２の肉厚を最適値に設定すると
、本出願人の測定によれば従来の直流電動機の磁気回路
部重量を１００とする重量比で１１％の軽量化を図るこ
とができた。
【００２３】また界磁磁石１２では、スキユー部２２の
スキユー量Ｓを回転子２０の１スロツトの角度と略等し
くしているため、界磁磁石１２の磁界強度を犠牲にする
ことなく必要なパーミアンス係数を確保することができ
、バランスの良い形状となる。さらに界磁磁石１２では
、パーミアンス係数が全体的に高いので、従来よりも高
磁束密度の磁性体を用いることができる。
スキユー量Ｓを回転子２０の１スロツトの角度と略等し
くしているため、界磁磁石１２の磁界強度を犠牲にする
ことなく必要なパーミアンス係数を確保することができ
、バランスの良い形状となる。さらに界磁磁石１２では
、パーミアンス係数が全体的に高いので、従来よりも高
磁束密度の磁性体を用いることができる。
【００２４】なお、上記実施例においては二つの界磁磁
石を対向して配置したが、これに限定されず界磁磁石は
偶数個であれば良い。
石を対向して配置したが、これに限定されず界磁磁石は
偶数個であれば良い。
【００２５】また、スキユー部２２のスキユー量Ｓは好
ましくは回転子２０の１スロツトの角度であるが、モー
タにより駆動される外部負荷（例えば、フアンを駆動す
る場合）によりパワーを重視する場合には１／２スロツ
トの角度としても良い。
ましくは回転子２０の１スロツトの角度であるが、モー
タにより駆動される外部負荷（例えば、フアンを駆動す
る場合）によりパワーを重視する場合には１／２スロツ
トの角度としても良い。
【００２６】
【発明の効果】以上説明した如く本発明に係る直流電動
機は、コギングの発生及び界磁磁石の減磁を共に防止で
き、かつこれを小型のサイズにおいて実現できる効果を
有している。
機は、コギングの発生及び界磁磁石の減磁を共に防止で
き、かつこれを小型のサイズにおいて実現できる効果を
有している。
【図１】本発明に係る直流電動機の界磁磁石の斜視図で
ある。
ある。
【図２】界磁磁石の正面図である。
【図３】界磁磁石の平面図である。
【図４】界磁磁石の側面図である。
【図５】図２ Ｖ−Ｖ 線に沿った断面図である。
【図６】本発明に係る直流電動機の構成を示す概略断面
図である。
図である。
【図７】本発明に係る直流電動機の界磁磁石と従来の界
磁磁石の減磁曲線におけるパーミアンス係数の比較図で
ある。
磁磁石の減磁曲線におけるパーミアンス係数の比較図で
ある。
【図８】本発明に係る直流電動機の磁気回路部と従来の
直流電動機の磁気回路部の重量の比較図である。
直流電動機の磁気回路部の重量の比較図である。
１０ 直流電動機
１２ 界磁磁石
１４ モータヨーク
２２ スキユー部
Claims (1)
- 【請求項１】 界磁磁石がモータヨークの内側に互い
に対向した状態で固定され前記界磁磁石の内方に巻線を
施した回転子が収容された直流電動機において、前記界
磁磁石を一様な肉厚で形成し、かつ、前記界磁磁石の周
方向両端部に、前記回転子の回転軸線に沿った幅方向寸
法がテーパ状に次第に減少されたスキユー部を設けたこ
とを特徴とする直流電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2193991A JP2888653B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 直流電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2193991A JP2888653B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 直流電動機 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04261352A true JPH04261352A (ja) | 1992-09-17 |
| JP2888653B2 JP2888653B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=12069017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2193991A Expired - Lifetime JP2888653B2 (ja) | 1991-02-15 | 1991-02-15 | 直流電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2888653B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5660786A (en) * | 1994-06-29 | 1997-08-26 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing ferrite magnets for motors |
| WO1999044273A1 (de) * | 1998-02-28 | 1999-09-02 | Robert Bosch Gmbh | Elektromotor |
| EP1271751A1 (en) | 2001-06-29 | 2003-01-02 | Asmo Co., Ltd. | Electric machine having rhombic permanent magnets |
| WO2003034572A1 (de) * | 2001-09-26 | 2003-04-24 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Schalenförmiger magnet |
| WO2014115435A1 (ja) * | 2013-01-28 | 2014-07-31 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石式回転電機 |
-
1991
- 1991-02-15 JP JP2193991A patent/JP2888653B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (11)
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