JPH09140076A - 永久磁石モータ - Google Patents
永久磁石モータInfo
- Publication number
- JPH09140076A JPH09140076A JP7293962A JP29396295A JPH09140076A JP H09140076 A JPH09140076 A JP H09140076A JP 7293962 A JP7293962 A JP 7293962A JP 29396295 A JP29396295 A JP 29396295A JP H09140076 A JPH09140076 A JP H09140076A
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- Japan
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- rotor
- permanent magnet
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- magnet motor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石をロータ内部に埋め込む構造のモー
タにおいて、リラクタンストルクを有効に利用し、かつ
トルクリップルを低減し高出力，高効率のモータを提供
する。 【解決手段】 少なくとも複数の永久磁石と高透磁率材
とからなるロータ本体に、一極あたりロータ半径方向に
複数に分割された永久磁石を埋設した永久磁石ロータに
おいて、各極のロータの外周側に位置する永久磁石の両
端部がロータ外周に対して近接する位置で尖端形状であ
ることを特徴とする。
タにおいて、リラクタンストルクを有効に利用し、かつ
トルクリップルを低減し高出力，高効率のモータを提供
する。 【解決手段】 少なくとも複数の永久磁石と高透磁率材
とからなるロータ本体に、一極あたりロータ半径方向に
複数に分割された永久磁石を埋設した永久磁石ロータに
おいて、各極のロータの外周側に位置する永久磁石の両
端部がロータ外周に対して近接する位置で尖端形状であ
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は永久磁石をロータ内
部に埋め込むことで、マグネットトルクに併せて、リラ
クタンストルクをも利用する永久磁石モータに関するも
のである。
部に埋め込むことで、マグネットトルクに併せて、リラ
クタンストルクをも利用する永久磁石モータに関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術】従来から、鉄などの高透磁率材からなる
ロータ本体に永久磁石を埋設したモータが知られてい
る。図５は、従来の永久磁石埋め込みモータを示す。こ
の永久磁石埋め込みモータは、高透磁率材の鉄心あるい
は積層された電磁鋼板で構成されたロータコア３ａの内
部に、ロータ中心側に凸の円弧形状に形成された永久磁
石８を埋め込んでロータ３１を形成している。図５に示
すものは４極のモータであって、４本の永久磁石８がＮ
極，Ｓ極交互になるように円周方向に配置されている。
ステータ２に施された巻線１０により、回転磁界が生じ
ステータティース４からロータ３１に磁束が入る。
ロータ本体に永久磁石を埋設したモータが知られてい
る。図５は、従来の永久磁石埋め込みモータを示す。こ
の永久磁石埋め込みモータは、高透磁率材の鉄心あるい
は積層された電磁鋼板で構成されたロータコア３ａの内
部に、ロータ中心側に凸の円弧形状に形成された永久磁
石８を埋め込んでロータ３１を形成している。図５に示
すものは４極のモータであって、４本の永久磁石８がＮ
極，Ｓ極交互になるように円周方向に配置されている。
ステータ２に施された巻線１０により、回転磁界が生じ
ステータティース４からロータ３１に磁束が入る。
【０００３】しかし、上記構成はリラクタンストルクを
有効に活用する点では好ましくない。リラクタンストル
クは、磁路２２の磁束の通り易さと磁路２１の磁束の通
り易さとの差に比例する。上記構成においては、磁路２
１は透磁率が空気と同等の永久磁石を２度通過するため
磁束が通りにくく、かつ磁路２２も永久磁石の端部９
ａ，９ｂが磁束をロータ内に通すのを妨げているため、
磁束が通りにくくなる。従って、リラクタンスを十分に
利用しているとは言えなかった。
有効に活用する点では好ましくない。リラクタンストル
クは、磁路２２の磁束の通り易さと磁路２１の磁束の通
り易さとの差に比例する。上記構成においては、磁路２
１は透磁率が空気と同等の永久磁石を２度通過するため
磁束が通りにくく、かつ磁路２２も永久磁石の端部９
ａ，９ｂが磁束をロータ内に通すのを妨げているため、
磁束が通りにくくなる。従って、リラクタンスを十分に
利用しているとは言えなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題点を解決す
るため本発明者らは、永久磁石を半径方向に複数に分割
したロータをもつ永久磁石モータを発明し、出願した。
図６は、本発明者が開発した永久磁石モータを示してい
る。この先行発明に係る永久磁石モータは、高透磁率の
電磁鋼板を積層して作ったロータ３２に、ロータ半径方
向に１極あたり２層に間隔をおいて配置された４組の永
久磁石８ｃ，８ｄを埋設してなる。上記構成のロータ
は、ステータ２の各ティース４の間に配設された巻線１
０によって生ずる回転磁界と永久磁石の磁界との関係に
より発生するマグネットトルク、および前記回転磁界に
よる磁束がロータ３２の磁路Ｐａ１，Ｐａ２などに流れ
ることにより発生するリラクタンストルクとの合成によ
り、Ｒ方向に回転している。
るため本発明者らは、永久磁石を半径方向に複数に分割
したロータをもつ永久磁石モータを発明し、出願した。
図６は、本発明者が開発した永久磁石モータを示してい
る。この先行発明に係る永久磁石モータは、高透磁率の
電磁鋼板を積層して作ったロータ３２に、ロータ半径方
向に１極あたり２層に間隔をおいて配置された４組の永
久磁石８ｃ，８ｄを埋設してなる。上記構成のロータ
は、ステータ２の各ティース４の間に配設された巻線１
０によって生ずる回転磁界と永久磁石の磁界との関係に
より発生するマグネットトルク、および前記回転磁界に
よる磁束がロータ３２の磁路Ｐａ１，Ｐａ２などに流れ
ることにより発生するリラクタンストルクとの合成によ
り、Ｒ方向に回転している。
【０００５】上記先行発明において、２層構造をとる永
久磁石の間に磁路Ｐａ１を設けることにより、リラクタ
ンストルクを有効に利用することが可能となった。上記
構成のモータにおいて、リラクタンストルク発生に有効
な磁束は、磁路Ｐａ１を通るものでありロータ外周側に
位置する永久磁石の先端９ｃ，９ｄに、ロータ外周に略
平行に対向する部分が存在し、磁路Ｐａ１に流れ込む磁
束を制限していた。すなわち、永久磁石先端の幅がステ
ータの磁界が流れ込むのを妨害していた。従って、より
リラクタンストルクを有効に利用できる永久磁石の形状
が要求されていた。
久磁石の間に磁路Ｐａ１を設けることにより、リラクタ
ンストルクを有効に利用することが可能となった。上記
構成のモータにおいて、リラクタンストルク発生に有効
な磁束は、磁路Ｐａ１を通るものでありロータ外周側に
位置する永久磁石の先端９ｃ，９ｄに、ロータ外周に略
平行に対向する部分が存在し、磁路Ｐａ１に流れ込む磁
束を制限していた。すなわち、永久磁石先端の幅がステ
ータの磁界が流れ込むのを妨害していた。従って、より
リラクタンストルクを有効に利用できる永久磁石の形状
が要求されていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記先行発明
の問題点を解決するため、高透磁率材からなるロータ本
体に、一極あたりロータ半径方向に複数に分割された永
久磁石を埋設した永久磁石モータにおいて、ロータ外周
側に位置する永久磁石の両端部を、ロータ外周に対して
近接する位置で先端形状としたことを特徴とする。
の問題点を解決するため、高透磁率材からなるロータ本
体に、一極あたりロータ半径方向に複数に分割された永
久磁石を埋設した永久磁石モータにおいて、ロータ外周
側に位置する永久磁石の両端部を、ロータ外周に対して
近接する位置で先端形状としたことを特徴とする。
【０００７】上記発明において、各永久磁石を円弧形状
とすることにより、磁石表面積を大きくできる。また、
ロータの外周側に位置する永久磁石を、図２のごとく両
端の切り欠きのうち円弧内側部の切り欠き、すなわちロ
ータ外周側の切り欠きが一直線上にあり、かつ円弧外側
部の切り欠き、すなわちロータ内周部の切り欠きが互い
に平行であり、尖った先端が直角となるように形成され
たことを特徴とすることにより、永久磁石の生産性を向
上させ加工精度を向上させることが可能である。
とすることにより、磁石表面積を大きくできる。また、
ロータの外周側に位置する永久磁石を、図２のごとく両
端の切り欠きのうち円弧内側部の切り欠き、すなわちロ
ータ外周側の切り欠きが一直線上にあり、かつ円弧外側
部の切り欠き、すなわちロータ内周部の切り欠きが互い
に平行であり、尖った先端が直角となるように形成され
たことを特徴とすることにより、永久磁石の生産性を向
上させ加工精度を向上させることが可能である。
【０００８】ロータ内周側に位置する永久磁石は、マグ
ネットトルクに深く関わるため、先端は内面側のみ切り
欠くようにすると好適である。
ネットトルクに深く関わるため、先端は内面側のみ切り
欠くようにすると好適である。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明は上記構成によって、次の
ような作用を有する。
ような作用を有する。
【００１０】ロータ外周側に位置する永久磁石の両端が
尖端形状であることにより、ロータの回転位置によら
ず、ステータの回転磁界による磁束が、磁路Ｐａ１に十
分かつ均等に流れる。すなわち、リラクタンストルクを
有効に利用し、同じ入力でも高いトルクを発生させると
ともに、トルクリップルの低減も可能である。
尖端形状であることにより、ロータの回転位置によら
ず、ステータの回転磁界による磁束が、磁路Ｐａ１に十
分かつ均等に流れる。すなわち、リラクタンストルクを
有効に利用し、同じ入力でも高いトルクを発生させると
ともに、トルクリップルの低減も可能である。
【００１１】また、図２に示すような永久磁石は加工性
が良く、寸法精度も良いため生産性とモータ特性を向上
させることができる。
が良く、寸法精度も良いため生産性とモータ特性を向上
させることができる。
【００１２】ロータ内周側に位置する永久磁石は、ステ
ータティースと近接して対向する部分がある幅をもって
存在するため、永久磁石の先端に回り込む無効な磁束を
防ぐことができる。
ータティースと近接して対向する部分がある幅をもって
存在するため、永久磁石の先端に回り込む無効な磁束を
防ぐことができる。
【００１３】以下、本発明の実施の形態について、図面
を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実
施の形態を示す断面図である。高透磁率の電磁鋼板を積
層して作ったロータ本体３に、ロータ半径方向に１極あ
たり２層に間隔をおいて配置された４組の永久磁石８
ａ，８ｂ，・・・を埋設してなり、ロータ外周側に位置
する永久磁石８ａの先端部９ａは、先端形状となってい
る。永久磁石８ａの上面図と正面図を図２に示す。円弧
内側部の切り欠き、すなわちロータ外周側の切り欠き１
１が一直線上にあり、かつ円弧外側部の切り欠き、すな
わちロータ内周部の切り欠き１２が互いに平行であり、
尖った先端の角θがほぼ直角となるような形状である。
を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実
施の形態を示す断面図である。高透磁率の電磁鋼板を積
層して作ったロータ本体３に、ロータ半径方向に１極あ
たり２層に間隔をおいて配置された４組の永久磁石８
ａ，８ｂ，・・・を埋設してなり、ロータ外周側に位置
する永久磁石８ａの先端部９ａは、先端形状となってい
る。永久磁石８ａの上面図と正面図を図２に示す。円弧
内側部の切り欠き、すなわちロータ外周側の切り欠き１
１が一直線上にあり、かつ円弧外側部の切り欠き、すな
わちロータ内周部の切り欠き１２が互いに平行であり、
尖った先端の角θがほぼ直角となるような形状である。
【００１４】また、各永久磁石はロータの中心側に凸の
円弧形状部分を配設されている。ロータ内周側に位置す
る永久磁石８ｂは、先端部９ｂが内面部のみ細められて
おり、ステータの回転磁界による磁束を十分に磁路Ｐａ
１に導くことができるとともに、永久磁石による磁束を
有効に利用でき、減磁界に対する耐力も向上する。
円弧形状部分を配設されている。ロータ内周側に位置す
る永久磁石８ｂは、先端部９ｂが内面部のみ細められて
おり、ステータの回転磁界による磁束を十分に磁路Ｐａ
１に導くことができるとともに、永久磁石による磁束を
有効に利用でき、減磁界に対する耐力も向上する。
【００１５】図１に示す本願発明のモータ、および図６
の先行発明のモータのトルクの値を図３に、トルクリッ
プルの値を図４に示した。トルクリップルの値は、トル
ク波形の最大値と最小値の差を示している。実際にモー
タとして使用される負荷点３点において測定を行った結
果、先行発明との比較において、全ての負荷点において
同一入力電流下でトルクは約５パーセントの向上、トル
クリップルは２０パーセント以上の低減が図られてい
る。
の先行発明のモータのトルクの値を図３に、トルクリッ
プルの値を図４に示した。トルクリップルの値は、トル
ク波形の最大値と最小値の差を示している。実際にモー
タとして使用される負荷点３点において測定を行った結
果、先行発明との比較において、全ての負荷点において
同一入力電流下でトルクは約５パーセントの向上、トル
クリップルは２０パーセント以上の低減が図られてい
る。
【００１６】なお、上記実施の形態は４極のロータに、
一極あたり２層の永久磁石を用いた構成となっている
が、本発明は４極に限るものではない。また、１極あた
り２層の永久磁石である必要もなく、３層以上の場合は
少なくともロータの最外周に位置する永久磁石のみを尖
端形状に、望ましくはロータの最内周に位置する永久磁
石以外の永久磁石全ての両端を尖端形状にすればよい。
一極あたり２層の永久磁石を用いた構成となっている
が、本発明は４極に限るものではない。また、１極あた
り２層の永久磁石である必要もなく、３層以上の場合は
少なくともロータの最外周に位置する永久磁石のみを尖
端形状に、望ましくはロータの最内周に位置する永久磁
石以外の永久磁石全ての両端を尖端形状にすればよい。
【００１７】すなわち本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の趣旨に基づき種種の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
れるものではなく、本発明の趣旨に基づき種種の変形が
可能であり、これらを本発明の範囲から排除するもので
はない。
【００１８】
【発明の効果】本発明により、マグネットトルクを減少
させることなくリラクタンストルクを最大限に活用で
き、かつトルクリップルを低減するので、高効率，高出
力，低振動の永久磁石モータを提供することができる。
させることなくリラクタンストルクを最大限に活用で
き、かつトルクリップルを低減するので、高効率，高出
力，低振動の永久磁石モータを提供することができる。
【図１】本発明の一実施の形態を示す断面図
【図２】本発明の一実施の形態におけるロータ外周側に
位置する永久磁石の上面図および正面図
位置する永久磁石の上面図および正面図
【図３】先行発明および本願発明のモータのトルクの値
を示す図
を示す図
【図４】先行発明および本願発明のモータのトルクリッ
プルの値を示す図
プルの値を示す図
【図５】従来の永久磁石埋め込みモータを示す断面図
【図６】先行発明の二層永久磁石埋め込みモータを示す
断面図
断面図
２ ステータ ３，３１，３２ ロータ ３ａ ロータコア ４ ステータティース ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ 永久磁石 ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ 永久磁石端部 １０ 巻線 １１ ロータ外周側の切り欠き １２ ロータ内周側の切り欠き ２１，２２ 磁路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角谷 直之 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 楢崎 和成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 伊藤 浩 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 神藤 正行 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】少なくとも複数の永久磁石と高透磁率材と
からなるロータ本体に、一極あたりロータ半径方向に複
数に分割された永久磁石を埋設した永久磁石モータにお
いて、各極のロータの外周側に位置する永久磁石の両端
部がロータ外周に対して近接する位置で尖端形状である
ことを特徴とする永久磁石モータ。 - 【請求項２】各永久磁石が、ロータ中心側に凸の円弧形
状に形成されている請求項１記載の永久磁石モータ。 - 【請求項３】ロータの外周側に位置する永久磁石の両端
の切り欠きのうち、円弧内側部の切り欠き、すなわちロ
ータ外周側の切り欠きが一直線上にあり、かつ円弧外側
部の切り欠き、すなわちロータ内周部の切り欠きが互い
に平行であり、尖った先端が直角となるように形成され
たことを特徴とする請求項２記載の永久磁石モータ。 - 【請求項４】ロータの内周側に位置する永久磁石の先端
の内面部のみ切り欠いた請求項１記載の永久磁石モー
タ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29396295A JP3367304B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 永久磁石モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29396295A JP3367304B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 永久磁石モータ |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002261582A Division JP3596542B2 (ja) | 2002-09-06 | 2002-09-06 | 永久磁石モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09140076A true JPH09140076A (ja) | 1997-05-27 |
| JP3367304B2 JP3367304B2 (ja) | 2003-01-14 |
Family
ID=17801448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29396295A Expired - Fee Related JP3367304B2 (ja) | 1995-11-13 | 1995-11-13 | 永久磁石モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3367304B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013255371A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Hitachi Appliances Inc | 永久磁石同期機 |
| JP2014525232A (ja) * | 2011-08-05 | 2014-09-25 | グリー エレクトリック アプライアンシーズ インク オブ ズーハイ | モーター及びその回転子 |
| JP2017500841A (ja) * | 2013-12-25 | 2017-01-05 | グリーン リフリジェレーション イクイップメント エンジニアリング リサーチ センター オブ ヂューハイ グリー カンパニー リミテッド | 永久磁石モータ |
-
1995
- 1995-11-13 JP JP29396295A patent/JP3367304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014525232A (ja) * | 2011-08-05 | 2014-09-25 | グリー エレクトリック アプライアンシーズ インク オブ ズーハイ | モーター及びその回転子 |
| JP2013255371A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Hitachi Appliances Inc | 永久磁石同期機 |
| JP2017500841A (ja) * | 2013-12-25 | 2017-01-05 | グリーン リフリジェレーション イクイップメント エンジニアリング リサーチ センター オブ ヂューハイ グリー カンパニー リミテッド | 永久磁石モータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3367304B2 (ja) | 2003-01-14 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |