JPH1066284A - 永久磁石モータ - Google Patents
永久磁石モータInfo
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- JPH1066284A JPH1066284A JP8221933A JP22193396A JPH1066284A JP H1066284 A JPH1066284 A JP H1066284A JP 8221933 A JP8221933 A JP 8221933A JP 22193396 A JP22193396 A JP 22193396A JP H1066284 A JPH1066284 A JP H1066284A
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- rotor
- magnet motor
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石による磁束が短絡ループを描くこと
をできるだけ少なくして、効率の改善を実現できる永久
磁石モータを提供することを目的とする。 【解決手段】 多数のティースを有するステータ４と、
回転軸方向に複数の永久磁石２，２が埋め込まれたロー
タ３とを有し、ステータのティース幅に対して前記永久
磁石の磁石厚が薄い永久磁石モータにおいて、ロータ３
には永久磁石２，２のロータ外周付近に空気層としての
孔５ａ，５ｂが形成されている。この構成によると、永
久磁石２，２の端部がティース４ａの中央付近にある場
合には、孔５ａ，５ｂが磁気抵抗層として作用し、磁束
の短絡が抑制され、高効率，高出力の永久磁石モータを
実現できる。
をできるだけ少なくして、効率の改善を実現できる永久
磁石モータを提供することを目的とする。 【解決手段】 多数のティースを有するステータ４と、
回転軸方向に複数の永久磁石２，２が埋め込まれたロー
タ３とを有し、ステータのティース幅に対して前記永久
磁石の磁石厚が薄い永久磁石モータにおいて、ロータ３
には永久磁石２，２のロータ外周付近に空気層としての
孔５ａ，５ｂが形成されている。この構成によると、永
久磁石２，２の端部がティース４ａの中央付近にある場
合には、孔５ａ，５ｂが磁気抵抗層として作用し、磁束
の短絡が抑制され、高効率，高出力の永久磁石モータを
実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石をロータ
コアに埋め込んだ永久磁石モータに関するものである。
コアに埋め込んだ永久磁石モータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】この種の従来の永久磁石モータは図７に
示すように構成されている。従来の永久磁石モータは、
回転軸１の軸方向に複数の永久磁石２を埋設したロータ
３と、ステータ４とで構成されている。ｌm は永久磁石
２の磁石厚、ｌS はステータ４のティース幅を表してい
る。実際には、ティース４ａにコイルが巻装されている
が、図７では省略されている。
示すように構成されている。従来の永久磁石モータは、
回転軸１の軸方向に複数の永久磁石２を埋設したロータ
３と、ステータ４とで構成されている。ｌm は永久磁石
２の磁石厚、ｌS はステータ４のティース幅を表してい
る。実際には、ティース４ａにコイルが巻装されている
が、図７では省略されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、永久磁
石２として希土類磁石を使用した場合には、ステータ４
のティース幅ｌS に対して磁石厚ｌm が狭くなると、永
久磁石２のロータ外周近接部がステータ４のティース４
ａの中央付近にある位置では、図７にｆで示す磁束線の
ように、磁束がティース４ａの内部のみにおいて回り込
むことがある。
石２として希土類磁石を使用した場合には、ステータ４
のティース幅ｌS に対して磁石厚ｌm が狭くなると、永
久磁石２のロータ外周近接部がステータ４のティース４
ａの中央付近にある位置では、図７にｆで示す磁束線の
ように、磁束がティース４ａの内部のみにおいて回り込
むことがある。
【０００４】ここでトルクＴは、比例定数をｋ，差交磁
束をΦ，電流をＩとすると、 Ｔ ＝ ｋ・Φ・Ｉ となる式で与えられ、前記コイルに差交する磁束とその
コイルに流れる電流に依存する。したがって、前記コイ
ルに差交せずに短絡ループを描く磁束は、磁気的効果を
及ぼさずに損失となり、効率の低下を招くと云う問題が
ある。
束をΦ，電流をＩとすると、 Ｔ ＝ ｋ・Φ・Ｉ となる式で与えられ、前記コイルに差交する磁束とその
コイルに流れる電流に依存する。したがって、前記コイ
ルに差交せずに短絡ループを描く磁束は、磁気的効果を
及ぼさずに損失となり、効率の低下を招くと云う問題が
ある。
【０００５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、永久磁石２による磁束が短絡
ループを描くことをできるだけ少なくして、効率の改善
を実現できる永久磁石モータを提供することを目的とす
る。
るためになされたもので、永久磁石２による磁束が短絡
ループを描くことをできるだけ少なくして、効率の改善
を実現できる永久磁石モータを提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明の永久磁石モータ
は、多数のティースを有するステータと、回転軸方向に
複数の永久磁石が埋め込まれたロータとを有し、ステー
タのティース幅に対して前記永久磁石の磁石厚が薄い永
久磁石モータにおいて、ロータまたはステータのティー
スに空気層を形成したことを特徴とする。
は、多数のティースを有するステータと、回転軸方向に
複数の永久磁石が埋め込まれたロータとを有し、ステー
タのティース幅に対して前記永久磁石の磁石厚が薄い永
久磁石モータにおいて、ロータまたはステータのティー
スに空気層を形成したことを特徴とする。
【０００７】この本発明によると、永久磁石による磁束
が短絡ループを描くことを少なくして効率の改善をした
永久磁石モータを得ることができる。
が短絡ループを描くことを少なくして効率の改善をした
永久磁石モータを得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】請求項１の構成によると、多数の
ティースを有するステータと、回転軸方向に複数の永久
磁石が埋め込まれたロータとを有し、ステータのティー
ス幅に対して前記永久磁石の磁石厚が薄い永久磁石モー
タにおいて、ロータには、前記の永久磁石のロータ外周
付近に空気層を形成したことを特徴とする。
ティースを有するステータと、回転軸方向に複数の永久
磁石が埋め込まれたロータとを有し、ステータのティー
ス幅に対して前記永久磁石の磁石厚が薄い永久磁石モー
タにおいて、ロータには、前記の永久磁石のロータ外周
付近に空気層を形成したことを特徴とする。
【０００９】請求項２の構成によると、請求項１におい
て、空気層の幅がステータのティース幅に対して、 0.5
〜 1.5倍であることを特徴とする。請求項３の構成によ
ると、請求項１において、空気層をロータの回転方向に
対して少なくとも回転方向の上手側に設けたことを特徴
とする。
て、空気層の幅がステータのティース幅に対して、 0.5
〜 1.5倍であることを特徴とする。請求項３の構成によ
ると、請求項１において、空気層をロータの回転方向に
対して少なくとも回転方向の上手側に設けたことを特徴
とする。
【００１０】請求項４の構成によると、請求項１または
請求項３において、ロータの外周部で前記の永久磁石の
端部の近傍に空気層として、ロータの外周に沿って孔を
形成したことを特徴とする。
請求項３において、ロータの外周部で前記の永久磁石の
端部の近傍に空気層として、ロータの外周に沿って孔を
形成したことを特徴とする。
【００１１】請求項５の構成によると、請求項１または
請求項３において、ロータの外周部で前記の永久磁石の
端部の近傍に空気層として、凹部を形成したことを特徴
とする。
請求項３において、ロータの外周部で前記の永久磁石の
端部の近傍に空気層として、凹部を形成したことを特徴
とする。
【００１２】請求項６の構成によると、多数のティース
を有するステータと、回転軸方向に複数の永久磁石が埋
め込まれたロータとを有し、ステータのティース幅に対
して前記永久磁石の磁石厚が薄い永久磁石モータにおい
て、ステータのティースの先端に凹部を形成したことを
特徴とする。
を有するステータと、回転軸方向に複数の永久磁石が埋
め込まれたロータとを有し、ステータのティース幅に対
して前記永久磁石の磁石厚が薄い永久磁石モータにおい
て、ステータのティースの先端に凹部を形成したことを
特徴とする。
【００１３】以下、本発明の各実施の形態を図１〜図６
に基づいて説明する。なお、従来例を示す図７と同一ま
たは同一箇所と見なせる部分には同一符号を付けて説明
する。
に基づいて説明する。なお、従来例を示す図７と同一ま
たは同一箇所と見なせる部分には同一符号を付けて説明
する。
【００１４】（実施の形態１）図１（ａ）（ｂ）と図２
は（実施の形態１）の永久磁石モータを示す。図１
（ａ）に示すように、この永久磁石モータは、多数のテ
ィース４ａを有するステータ４と、回転軸１の方向に複
数（または極数の半数）の永久磁石２，２が埋め込まれ
たロータ３とを有し、ステータ４のティース幅Ｗ1 に対
して永久磁石２，２の磁石厚Ｗ2 が薄い。ロータ３には
永久磁石２，２のロータ外周付近に磁気抵抗層を形成す
るように空気層が形成されている。
は（実施の形態１）の永久磁石モータを示す。図１
（ａ）に示すように、この永久磁石モータは、多数のテ
ィース４ａを有するステータ４と、回転軸１の方向に複
数（または極数の半数）の永久磁石２，２が埋め込まれ
たロータ３とを有し、ステータ４のティース幅Ｗ1 に対
して永久磁石２，２の磁石厚Ｗ2 が薄い。ロータ３には
永久磁石２，２のロータ外周付近に磁気抵抗層を形成す
るように空気層が形成されている。
【００１５】詳しくは、図１（ｂ）に示すように、ロー
タ３の外周部で永久磁石２，２の端部の近傍に、空気層
としてロータ３の外周に沿って孔５ａ，５ｂが、ロータ
３の回転方向（矢印Ｆ方向）に対して両側に形成されて
いる。
タ３の外周部で永久磁石２，２の端部の近傍に、空気層
としてロータ３の外周に沿って孔５ａ，５ｂが、ロータ
３の回転方向（矢印Ｆ方向）に対して両側に形成されて
いる。
【００１６】このように構成したため、永久磁石２，２
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、孔５
ａ，５ｂが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制
される。
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、孔５
ａ，５ｂが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制
される。
【００１７】ここで、孔５ａ，５ｂの片側の幅ｌｇに対
するトルク値の計算結果を図２に示す。この図２は横軸
にティース幅Ｗ1 に対する空気層の幅の比がとられ、縦
軸には、空気層がない場合のトルク値に対するそれぞれ
のトルク値がとられている。“ （ Ｗ2 ／ Ｗ1 ）
＝ 0.35 ”の場合、孔５，５の幅Ｗは、“ 0.5Ｗ1
＜ Ｗ ＜ 1.5Ｗ1 ”の範囲が適している。
するトルク値の計算結果を図２に示す。この図２は横軸
にティース幅Ｗ1 に対する空気層の幅の比がとられ、縦
軸には、空気層がない場合のトルク値に対するそれぞれ
のトルク値がとられている。“ （ Ｗ2 ／ Ｗ1 ）
＝ 0.35 ”の場合、孔５，５の幅Ｗは、“ 0.5Ｗ1
＜ Ｗ ＜ 1.5Ｗ1 ”の範囲が適している。
【００１８】（実施の形態２）図３（ａ）（ｂ）は（実
施の形態２）の永久磁石モータを示す。図３（ａ）に示
すように、この永久磁石モータは、多数のティース４ａ
を有するステータ４と、回転軸１の方向に複数（または
極数の半数）の永久磁石２，２が埋め込まれたロータ３
とを有し、ステータ４のティース幅Ｗ1 に対して永久磁
石２，２の磁石厚Ｗ2 が薄い。ロータ３には永久磁石
２，２のロータ外周付近に磁気抵抗層を形成するように
空気層が形成されている。
施の形態２）の永久磁石モータを示す。図３（ａ）に示
すように、この永久磁石モータは、多数のティース４ａ
を有するステータ４と、回転軸１の方向に複数（または
極数の半数）の永久磁石２，２が埋め込まれたロータ３
とを有し、ステータ４のティース幅Ｗ1 に対して永久磁
石２，２の磁石厚Ｗ2 が薄い。ロータ３には永久磁石
２，２のロータ外周付近に磁気抵抗層を形成するように
空気層が形成されている。
【００１９】詳しくは、図３（ｂ）に示すように、ロー
タ３の外周部で永久磁石２，２の端部の近傍に、空気層
として凹部６ａ，６ｂが、ロータ３の回転方向（矢印Ｆ
方向）に対して両側に形成されている。
タ３の外周部で永久磁石２，２の端部の近傍に、空気層
として凹部６ａ，６ｂが、ロータ３の回転方向（矢印Ｆ
方向）に対して両側に形成されている。
【００２０】このように構成したため、永久磁石２，２
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、凹部
６ａ，６ｂが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑
制される。
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、凹部
６ａ，６ｂが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑
制される。
【００２１】（実施の形態３）図４（ａ）（ｂ）は（実
施の形態３）の永久磁石モータを示す。図４（ａ）
（ｂ）に示すように、この（実施の形態３）は（実施の
形態１）の変形例であって、ロータ３の外周部でロータ
３の回転方向（矢印Ｆ方向）に対して上手側だけに空気
層としての孔５ａが形成されている。
施の形態３）の永久磁石モータを示す。図４（ａ）
（ｂ）に示すように、この（実施の形態３）は（実施の
形態１）の変形例であって、ロータ３の外周部でロータ
３の回転方向（矢印Ｆ方向）に対して上手側だけに空気
層としての孔５ａが形成されている。
【００２２】このように構成したため、永久磁石２，２
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、孔５
ａが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制され
る。 （実施の形態４）図５（ａ）（ｂ）は（実施の形態４）
の永久磁石モータを示す。
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、孔５
ａが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制され
る。 （実施の形態４）図５（ａ）（ｂ）は（実施の形態４）
の永久磁石モータを示す。
【００２３】図５（ａ）（ｂ）に示すように、この（実
施の形態４）は（実施の形態２）の変形例であって、ロ
ータ３の外周部で永久磁石２，２の端部の近傍に、空気
層として凹部６ａが、ロータ３の回転方向（矢印Ｆ方
向）に対して上手側だけに形成されている。
施の形態４）は（実施の形態２）の変形例であって、ロ
ータ３の外周部で永久磁石２，２の端部の近傍に、空気
層として凹部６ａが、ロータ３の回転方向（矢印Ｆ方
向）に対して上手側だけに形成されている。
【００２４】このように構成したため、永久磁石２，２
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、凹部
６ａが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制され
る。 （実施の形態５）図６（ａ）（ｂ）は（実施の形態５）
の永久磁石モータを示す。
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、凹部
６ａが磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制され
る。 （実施の形態５）図６（ａ）（ｂ）は（実施の形態５）
の永久磁石モータを示す。
【００２５】図６（ａ）（ｂ）に示すように、この（実
施の形態５）では上記の各実施の形態のようにロータ３
に空気層を形成することはせずに、ステータ４のティー
ス４ａの先端に凹部７を形成したものである。
施の形態５）では上記の各実施の形態のようにロータ３
に空気層を形成することはせずに、ステータ４のティー
ス４ａの先端に凹部７を形成したものである。
【００２６】このように構成したため、永久磁石２，２
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、凹部
７が磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制され
る。 （実施の形態６）上記の各実施の形態では、ロータ３ま
たはステータ４の一方に、孔または凹部を空気層として
形成したが、ロータ３とステータ４の両方に、孔または
凹部を空気層として形成することによっても同様の効果
を期待できる。
の端部がティース４ａの中央付近にある場合には、凹部
７が磁気抵抗層として作用し、磁束の短絡が抑制され
る。 （実施の形態６）上記の各実施の形態では、ロータ３ま
たはステータ４の一方に、孔または凹部を空気層として
形成したが、ロータ３とステータ４の両方に、孔または
凹部を空気層として形成することによっても同様の効果
を期待できる。
【００２７】具体的には、（実施の形態１）〜（実施の
形態４）の各ステータ４に、（実施の形態５）に示すよ
うに凹部７を形成する。
形態４）の各ステータ４に、（実施の形態５）に示すよ
うに凹部７を形成する。
【００２８】
【発明の効果】以上のように本発明によると、請求項１
または請求項６の構成によれば、ロータには前記の永久
磁石のロータ外周付近に空気層を形成するか、ステータ
のティースの先端に凹部を形成したため、この部分で磁
気抵抗が大きくなって、永久磁石の磁束がティース内部
で回り込むと云った短絡ループを解消することができ、
磁束を有効利用してトルクの向上を実現して、高効率，
高出力の永久磁石モータを提供できる。
または請求項６の構成によれば、ロータには前記の永久
磁石のロータ外周付近に空気層を形成するか、ステータ
のティースの先端に凹部を形成したため、この部分で磁
気抵抗が大きくなって、永久磁石の磁束がティース内部
で回り込むと云った短絡ループを解消することができ、
磁束を有効利用してトルクの向上を実現して、高効率，
高出力の永久磁石モータを提供できる。
【００２９】より好ましくは、ロータに空気層を設けた
場合には、空気層の幅がステータのティース幅に対し
て、 0.5〜 1.5倍で良好なトルク比が得られる。
場合には、空気層の幅がステータのティース幅に対し
て、 0.5〜 1.5倍で良好なトルク比が得られる。
【図１】（実施の形態１）のロータの平面図と要部拡大
図
図
【図２】同実施の形態の空気層の幅−トルク特性図
【図３】（実施の形態２）のロータの平面図と要部拡大
図
図
【図４】（実施の形態３）のロータの平面図と要部拡大
図
図
【図５】（実施の形態４）のロータの平面図と要部拡大
図
図
【図６】（実施の形態５）のロータの平面図と要部拡大
図
図
【図７】従来の永久磁石モータのロータの平面図と要部
拡大図
拡大図
１ 回転軸 ２ 永久磁石 ３ ロータ ４ ステータ ４ａ ティース Ｗ1 ステータ４のティース幅 Ｗ2 永久磁石２の磁石厚 Ｆ ロータ３の回転方向 ５ａ，５ｂ 孔〔空気層〕 ６ａ，６ｂ 凹部〔空気層〕 ７ ティース４ａの先端の凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 浅野 能成 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (6)
- 【請求項１】 多数のティースを有するステータと、回
転軸方向に複数の永久磁石が埋め込まれたロータとを有
し、ステータのティース幅に対して前記永久磁石の磁石
厚が薄い永久磁石モータにおいて、 ロータには、前記の永久磁石のロータ外周付近に空気層
を形成した永久磁石モータ。 - 【請求項２】 空気層の幅がステータのティース幅に対
して、 0.5〜 1.5倍である請求項１記載の永久磁石モー
タ。 - 【請求項３】 空気層をロータの回転方向に対して少な
くとも回転方向の上手側に設けた請求項１記載の永久磁
石モータ。 - 【請求項４】 ロータの外周部で前記の永久磁石の端部
の近傍に空気層として、ロータの外周に沿って孔を形成
した請求項１または請求項３記載の永久磁石モータ。 - 【請求項５】 ロータの外周部で前記の永久磁石の端部
の近傍に空気層として、凹部を形成した請求項１または
請求項３記載の永久磁石モータ。 - 【請求項６】 多数のティースを有するステータと、回
転軸方向に複数の永久磁石が埋め込まれたロータとを有
し、ステータのティース幅に対して前記永久磁石の磁石
厚が薄い永久磁石モータにおいて、 ステータのティースの先端に凹部を形成した永久磁石モ
ータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22193396A JP3509407B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 永久磁石モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22193396A JP3509407B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 永久磁石モータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1066284A true JPH1066284A (ja) | 1998-03-06 |
| JP3509407B2 JP3509407B2 (ja) | 2004-03-22 |
Family
ID=16774440
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22193396A Expired - Fee Related JP3509407B2 (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 永久磁石モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3509407B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072845A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Aichi Elec Co | 永久磁石電動機 |
| JP2007097387A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 回転電機 |
| JP2012110224A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-06-07 | Daikin Ind Ltd | 永久磁石埋め込み型ロータ |
| WO2015198444A1 (ja) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置 |
-
1996
- 1996-08-23 JP JP22193396A patent/JP3509407B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004072845A (ja) * | 2002-08-02 | 2004-03-04 | Aichi Elec Co | 永久磁石電動機 |
| JP2007097387A (ja) * | 2005-08-31 | 2007-04-12 | Toshiba Corp | 回転電機 |
| JP2012110224A (ja) * | 2012-01-30 | 2012-06-07 | Daikin Ind Ltd | 永久磁石埋め込み型ロータ |
| WO2015198444A1 (ja) * | 2014-06-26 | 2015-12-30 | 三菱電機株式会社 | 永久磁石埋込型電動機、圧縮機、冷凍空調装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3509407B2 (ja) | 2004-03-22 |
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