JPH0789730B2 - 補助極付永久磁石式直流機 - Google Patents

補助極付永久磁石式直流機

Info

Publication number
JPH0789730B2
JPH0789730B2 JP1170375A JP17037589A JPH0789730B2 JP H0789730 B2 JPH0789730 B2 JP H0789730B2 JP 1170375 A JP1170375 A JP 1170375A JP 17037589 A JP17037589 A JP 17037589A JP H0789730 B2 JPH0789730 B2 JP H0789730B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
permanent magnet
width
pole
machine
armature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP1170375A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0336946A (ja
Inventor
寿男 冨手
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1170375A priority Critical patent/JPH0789730B2/ja
Priority to GB9014393A priority patent/GB2233834A/en
Priority to US07/544,943 priority patent/US5091667A/en
Priority to KR1019900009836A priority patent/KR940001181B1/ko
Priority to DE4020993A priority patent/DE4020993C2/de
Publication of JPH0336946A publication Critical patent/JPH0336946A/ja
Priority to GB9104793A priority patent/GB2240667A/en
Publication of JPH0789730B2 publication Critical patent/JPH0789730B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は補助極付永久磁石式直流機に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来の補助極付永久磁石式直流機は特公昭48−35721号
公報に記載されているように、永久磁石に隣接して補助
極を並置することが知られている。
また、特開昭57−153558号公報および実開昭58−153573
号公報に記載されているように、永久磁石の幅と補助極
の幅との関係を改良し、電機子反作用磁束を有効に活用
することが知られている。
また、実開昭59−34485号公報には永久磁石と補助極と
の間の空隙部長さに対する電機子鉄心のスロット開口部
幅の関係を改良したことが知られている。
さらに、自動車用始動電動機の如く高電流を通電し、高
トルクを得るための直流機は、太いコイルをたくさん電
機子に巻線することが必要となり、自ずとスロット数も
多くなり、1スロット当たりのコイル数も2から6本程
度で、1極当たりのスロット数が4以上(5から9が一
般的)であり、コイル総数の増加と磁束量の増加でもっ
て高トルク化を図っている。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のように、従来は永久磁石に対する補助極の関係等
やスロット数,コイル数の増加等で直流機の性能改善を
図っているが、これらの改良を行ったとしても、電機子
鉄心のスロットピッチおよびテース先端幅に対する永久
磁石の磁極幅の関係については、直流機出力向上の改善
のための充分な配慮がなされていなかった。
本発明は以上の点に鑑みてなされ、特に4スロット/極
以上の補助極付永久磁石式直流機において、電機子鉄心
のスロットピッチおよびテース先端幅に対する永久磁石
の磁極幅の関係を改善して、大形化することなく性能の
向上を図ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は上記目的を達成するために次のように構成す
る。
一つは、スロットおよびテースを有する電機子鉄心に所
定の間隙を介して対向配置された永久磁石界磁部を備
え、永久磁石界磁部は永久磁石と、永久磁石よりも可逆
透磁率が高い磁性材料からなる補助極とが継鉄の内周面
の円周方向に間隙なく並置されており、スロットの数は
少なくとも4スロット/極以上有する補助極付永久磁石
式直流機において、前記永久磁石は、その内周幅Wmが電
機子鉄心の2スロットピッチ2WP以上で2スロットピッ
チ2WPプラステースの先端幅Wt以下にしてあり(2WP<Wm
<2PW+Pt)、この永久磁石が、電機子反作用の増磁界
側と減磁界側とに跨って取り付けられていることを特徴
とする。
もう一つは、永久磁石界磁部となる永久磁石と補助極と
を隙間Gpを介して並置した補助極付永久磁石式直流機に
おいて、前記永久磁石は、その内周幅Wmに補助極・永久
磁石間の間隙GPを加えた幅が2スロットピッチ2WP以上
で2スロットピッチ2WPプラステースの先端幅Wt以下に
なるようにしてあり(2WP<Wm+Gp<2WP+Wt)、この永
久磁石が、電機子反作用の増磁界側と減磁界側とに跨っ
て取り付けられていることを特徴とする。
〔作用〕
補助極付の永久磁石式直流機は、電機子反作用によって
増磁される側に補助極を配置することで、増磁された磁
束を電機子コイル側に有効に通し、トルクアップを図る
利点がある。すなわち、電機子は、減磁された後の永久
磁石の磁束量と、増磁された補助極の磁束量とによって
回転させられる。
さらに、本発明の如く、永久磁石の内周幅Wmを電機子鉄
心のスロットピッチWPおよびテース先端幅Wtとの関係
で、2WP<Wm<2WP+Wt或いは2WP<Wm+GP<2WP+Wtと設
定すれば、4スロット/極以上の補助極付永久磁石式直
流機において、磁束量を充分に確保できる永久磁石を得
ることができ、また、テースも磁極からの磁束を通すの
に適度な幅となり、しかも補助極とのバランスもとれて
補助極の機能を有効に活用することができるといった効
果が得られる。このような効果を導く上記した永久磁石
の内周幅Wm,テース先端幅Wt,スロットピッチWPの関係に
ついては、本願発明者によって試行を繰返した結果得ら
れた。
すなわち、永久磁石の内周幅Wmに対するテース先端幅W
t,スロットピッチWPは、そのいずれか一つの寸法を変え
ることでWm,Wt,WPの大小関係を相対的に変えることがで
きるが、本願発明者らが試行した結果、上記条件(2WP
<Wm<2WP+Wt或いは2WP<Wm+GP<2WP+Wt)を満たさ
ない場合、すなわち、 (i)テース先端幅をそのままにして永久磁石の内周幅
を小さくすることによりWm<2WP(永久磁石と補助極と
の間に間隙GPが存在する場合には、Wm+GP<2WP)の関
係にしてしまうと、永久磁石の磁束が減少して充分な磁
束量を確保することができず、 (ii)これに代わってWmをそのままにして電機子のスロ
ット数を減らしてWPを広くすることによりWm<2WP(間
隙GPがある場合にはWm+GP<2WP)の関係にすると、テ
ースは磁極からの磁束を通すに充分な幅を有している
が、磁極の磁束量に対しては幅が広過ぎ磁束密度が適正
値より低下し、磁気回路に無駄が生じる。更にスロット
数が減少すると、コイル数も減少するため要求性能を満
たすことが困難となる。この場合、コイル数の減少を防
ぐためにスロットの形状を変更し、1スロットのコイル
数を増加しても、太線の巻線加工に問題が起きたり、電
機子の大形化を招く新たな問題が発生してしまう。
(iii)次にテース先端幅をそのままにして永久磁石の
内周幅Wmを大きくすることにより3WP<Wm(間隙GPがあ
る場合には3WP<Wm+GP)にすると、次に述べるポール
エンクロージャの制約から補助極の内周幅を充分に確保
できず、前述した補助極の機能を充分に活用することが
できない、ポールエンクロージャとは、1極当りの磁極
の占める割合で、1磁極の磁極幅(永久磁石と補助極を
合わせた幅)/ブラシピッチで表され、通常は0.65〜0.
80にすることが周知であり、ポールエンクロージャの値
が大きくなり過ぎてしまうと、ブラシの整流作用の悪化
をきたし、逆に小さくなり過ぎると磁極からの磁束量が
減少し、いずれの場合も出力低下することから、このよ
うな問題の生じないポールエンクロージャとして上記数
値がある。
そして、Wm,WP,Wtの関係において、上記の(i)(ii)
(iii)の問題の生じないバランスのとれた主磁極構造
として、2WP<Wm<2WP+Wt或いは2WP<Wm+GP<2WP+Wt
の条件を成立させた。
〔実施例〕
以下、図示した実施例に基づいて本発明を説明する。第
1図および第2図には本発明の一実施例が示されてい
る。同図に示されているように補助極付永久磁石式直流
機は、スロット1およびテース2を有する電機子鉄心3
に所定の間隙を介して対向配置された永久磁石界磁部を
備えている。永久磁石界磁部は永久磁石4と、永久磁石
4よりも可逆透磁率が高い磁性材料からなる補助極5と
が継鉄6の内周面の円周方向に間隙なく並置されてお
り、コイル7を収納するスロット1の数は少なくとも4
スロット/極以上有している。すなわち永久磁石4と補
助極5とは円筒状の継鉄6の内面に円周方向に並置さ
れ、これに対向してスロット1にコイル7を巻回した電
機子8が回転自在に設置されている。なお、永久磁石4
はフェライト磁石や希土類磁石等が用いられ、補助極5
は永久磁石4よりも可逆透磁率が高い材質、例えば軟鉄
等からなる部材が用いられている。そして電機子鉄心3
に打抜かれたセミクローズ形のスロット1、テース2に
包まれてコイル7が挿入されている。このように構成さ
れた補助極付永久磁石式直流機で本実施例では永久磁石
4の内周幅が電機子鉄心3の2スロットピッチ以上で、
2スロットピッチプラス電機子鉄心3のテース2の先端
幅以下とした永久磁石4を、電機子反作用の増磁界側と
減磁界側とに跨って取り付けた。このようにすることに
より発生する磁束が有効に電機子鉄心3を通るようにな
って、直流機のトルクが向上するようになり、電機子8
のテース部を通過する有効磁束量を増して性能の向上を
可能とした補助極付永久磁石式直流機を得ることができ
る。
すなわちスロットピッチをWP、テース先端幅をWt、永久
磁石幅(永久磁石4の内周幅)をWmとした場合に、2×
WP<Wm<2×WP+Wtとした。このようにすることにより
所期の目的が達成されるが、それを次に説明する。
電機子8のコイル7に紙面裏側より表側に流れるような
電流が流れると、フレミングの左手の法則によって反時
計方向の電機子反作用が発生し、永久磁石4の端部aに
最も強い減磁界、補助極5の端部bに最も強い増磁界が
作用する。この時、刷子(図示せず)の位置が磁気中性
点にあれば、界磁の中心に対し永久磁石側は減磁され、
補助極側は増磁される。従って電機子8は減磁された後
の永久磁石4の磁束量と、増磁された補助極5の磁束量
とによって回転させられる。このように、補助極付の永
久磁石式直流機は、電機子反作用によって増磁される側
に補助極を配置することで、増磁された磁束を電機子側
に有効に通し、トルクアップを図る利点がある。さら
に、本発明の如く、永久磁石の内周幅Wmを電機子鉄心の
スロットピッチWPおよびテース先端幅Wtとの関係で、2W
P<Wm<2WP+Wtと設定すれば、4スロット/極以上の補
助極付永久磁石式直流機において、磁束量を充分に確保
できる永久磁石を得ることができ、また、テースも磁極
からの磁束を通すのに適度な幅となり、しかも補助極と
のバランスもとれて補助極の機能を有効に活用すること
ができる。このような効果を導く上記した永久磁石の内
周幅Wm,テース先端幅Wt,スロットピッチWPの関係につい
ては、本願発明者によって試行を繰返した結果得られた
もので、その詳細は、発明の作用の項で説明したので、
ここでの説明は省略する。
このように本実施例によれば補助極の増磁効果を十分に
活用しながら永久磁石の磁束量も有効に活用するような
永久磁石の幅として、上述の条件を満足するように電機
子のテースとの関係を定めたので、直流機のトルクを約
10%向上することができた。このため直流機の小形、軽
量化が可能となり、直流機の取り付けスペースを小さく
することができた。
第3図には本発明の他の実施例が示されている。本実施
例はスロット1aがオープン形の場合である。この場合も
前述の場合と同様、永久磁石4の内周幅Wmとスロットピ
ッチWP、テース先端幅Wtとを、2×WP<Wm<2×WP+Wt
とした。このようにすることにより発生する磁束が有効
に電機子鉄心3を通るようになり、前述の場合と同様な
作用効果を奏することができる。
第4図には本発明の更に他の実施例が示されている。本
実施例は補助極5と永久磁石4との間に空隙GPが設けら
れている場合である。この場合は永久磁石4の内周幅Wm
と、スロットピッチWP、テース先端幅Wtおよび空隙(間
隙)GPとを、2×WP<GP+Wm<2×WP+Wとした。この
ようにすることにより、前述の実施例と同様の作用効果
を奏することができる。なお、本実施例はスロット1が
セミクローズ形の場合であるが、オープンスロットの場
合についても同様に実施することができ、同様な作用効
果を奏することができる。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、4スロット/極以上の補
助極付永久磁石式直流機において、電機子鉄心のスロッ
トピッチおよびテース先端幅に対する永久磁石の磁極幅
の関係を改善して、磁束量を充分に確保できる永久磁石
を得ることができ、また、テースも磁極からの磁束を通
すのに適度な幅となり、しかも補助極とのバランスもと
れて補助極の機能を有効に活用することができるので、
この種直流機を大形化することなく性能の向上を図り得
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の補助極付永久磁石式直流機の一実施例
の直流機構造を示す説明図、第2図は第1図の展開図、
第3図および第4図は本発明の補助極付永久磁石式直流
機の夫々異なる実施例を示す展開図である。 1、1a……スロット、2……テース、3……電機子鉄
心、4……永久磁石、5……補助極、6……継鉄

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スロットおよびテースを有する電機子鉄心
    に所定の間隙を介して対向配置された永久磁石界磁部を
    備え、前記永久磁石界磁部は永久磁石と、永久磁石より
    も可逆透磁率が高い磁性材料からなる補助極とが継鉄の
    内周面の円周方向に間隙なく並置されており、前記スロ
    ットの数は少なくとも4スロット/極以上有する補助極
    付永久磁石式直流機において、前記永久磁石は、その内
    周幅が前記電機子鉄心の2スロットピッチ以上で2スロ
    ットピッチプラス前記電機子鉄心のテースの先端幅以下
    にしてあり、この永久磁石が、電機子反作用の増磁界側
    と減磁界側とに跨って取り付けられていることを特徴と
    する補助極付永久磁石式直流機。
  2. 【請求項2】スロットおよびテースを有する電機子鉄心
    に所定の間隙を介して対向配置された永久磁石界磁部を
    備え、前記永久磁石界磁部は永久磁石と、永久磁石より
    も可逆透磁率が高い磁性材料からなる補助極とが継鉄の
    内周面の円周方向に間隙を設けて並置されており、前記
    スロットの数は少なくとも4スロット/極以上有する補
    助極付永久磁石式直流機において、前記永久磁石は、そ
    の内周幅に前記補助極・永久磁石間の間隙を加えた幅が
    前記電機子鉄心の2スロットピッチ以上で2スロットピ
    ッチプラス前記電機子鉄心のテースの先端幅以下になる
    ようにしてあり、この永久磁石が、電機子反作用の増磁
    界側と減磁界側とに跨って取り付けられていることを特
    徴とする補助極付永久磁石式直流機。
JP1170375A 1989-07-01 1989-07-01 補助極付永久磁石式直流機 Expired - Fee Related JPH0789730B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1170375A JPH0789730B2 (ja) 1989-07-01 1989-07-01 補助極付永久磁石式直流機
GB9014393A GB2233834A (en) 1989-07-01 1990-06-28 D.C. machine of type having permanent magnet with auxiliary pole
US07/544,943 US5091667A (en) 1989-07-01 1990-06-28 D.c. machine of type having permanent magnets with auxiliary poles
KR1019900009836A KR940001181B1 (ko) 1989-07-01 1990-06-30 보조극이 부착된 영구자석 타입의 직류기
DE4020993A DE4020993C2 (de) 1989-07-01 1990-07-02 Gleichstrommaschine
GB9104793A GB2240667A (en) 1989-07-01 1991-03-07 D.C. machine of type having permanent magnet with auxiliary pole

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1170375A JPH0789730B2 (ja) 1989-07-01 1989-07-01 補助極付永久磁石式直流機

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0336946A JPH0336946A (ja) 1991-02-18
JPH0789730B2 true JPH0789730B2 (ja) 1995-09-27

Family

ID=15903774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1170375A Expired - Fee Related JPH0789730B2 (ja) 1989-07-01 1989-07-01 補助極付永久磁石式直流機

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0789730B2 (ja)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9870021B2 (en) 2009-04-15 2018-01-16 SeeScan, Inc. Magnetic manual user interface devices
US20120256821A1 (en) 2010-05-18 2012-10-11 Seektech, Inc. User interface devices, apparatus, and methods
WO2012024661A1 (en) 2010-08-20 2012-02-23 Seektech, Inc. Magnetic sensing user interface device methods and apparatus
US10203717B2 (en) 2010-10-12 2019-02-12 SeeScan, Inc. Magnetic thumbstick user interface devices
EP2665989B1 (en) 2010-11-08 2019-12-25 SeeScan, Inc. Slim profile magnetic user interface devices
US9423894B2 (en) 2010-12-02 2016-08-23 Seesaw, Inc. Magnetically sensed user interface devices
US9678577B1 (en) 2011-08-20 2017-06-13 SeeScan, Inc. Magnetic sensing user interface device methods and apparatus using electromagnets and associated magnetic sensors
EP2997453B1 (en) 2013-05-17 2020-10-21 SeeScan, Inc. User interface devices

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4839907A (ja) * 1971-09-22 1973-06-12
JPS5934485U (ja) * 1982-08-24 1984-03-03 三菱電機株式会社 磁石式モ−タ−

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0336946A (ja) 1991-02-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU611835B2 (en) Direct current dynamoelectric machines utilizing high strength permanent magnets
JPH04244773A (ja) 偏平ヨーク型直流機
US3939371A (en) Rotary electric machine
EP0237935B1 (en) Permanent magnet field dc machine
JPH0116102B2 (ja)
JPH04285444A (ja) 電動機の固定子鉄心
JPH0789730B2 (ja) 補助極付永久磁石式直流機
US4469969A (en) Permanent magnet field type starting motor provided with an auxiliary pole
JP3333359B2 (ja) 永久磁石式モータ
JPS5989560A (ja) 永久磁石界磁形直流機
JPH08237891A (ja) 回転電機の固定子鉄心
JPH0789731B2 (ja) 補助極付永久磁石式直流機
US5091667A (en) D.c. machine of type having permanent magnets with auxiliary poles
JPS614448A (ja) 電動機
JPH08103059A (ja) 永久磁石式スタータ装置
JPS634415B2 (ja)
JPH04261352A (ja) 直流電動機
JPH0210780Y2 (ja)
JP2959074B2 (ja) 回転電機のコアシート
JPH11299134A (ja) ステータコア
JPS62114455A (ja) 磁石回転機
JP2017163716A (ja) ロータおよび回転電機
JP2609286B2 (ja) 永久磁石式回転機
JPS6355303B2 (ja)
JPH0530141B2 (ja)

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070927

Year of fee payment: 12

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927

Year of fee payment: 13

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees