JPH11146586A - 永久磁石式電動機 - Google Patents

永久磁石式電動機

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JPH11146586A
JPH11146586A JP9301445A JP30144597A JPH11146586A JP H11146586 A JPH11146586 A JP H11146586A JP 9301445 A JP9301445 A JP 9301445A JP 30144597 A JP30144597 A JP 30144597A JP H11146586 A JPH11146586 A JP H11146586A
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JP
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permanent magnet
rotor
magnet
electric motor
auxiliary
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JP9301445A
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English (en)
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Koichi Matsuoka
孝一 松岡
Kenji Yoshida
健志 吉田
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Railway Technical Research Institute
Proterial Ltd
Original Assignee
Railway Technical Research Institute
Hitachi Metals Ltd
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  • Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動機の有効磁束量を向上させることによ
り、電動機の特性の向上を図ることができる永久磁石式
電動機を提供する。 【解決手段】 固定子1と回転子4を対向させ、前記回
転子4の永久磁石5の表面に補助鉄心6を具備する永久
磁石式電動機において、前記補助鉄心6の両端に非磁性
化端部11を備え、隣接する補助鉄心6間の漏洩磁束量
を低減する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石式電動機
に係り、特に、その磁束量の向上を図るようにしたもの
である。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の技術としては、例えば、
以下に示すようなものがあった。図7はかかる従来の永
久磁石式電動機の断面図である。この図において、10
1は永久磁石式電動機の内側部に設けられる固定子であ
り、この固定子101には歯部102が形成され、コイ
ル103が巻かれており、磁極が形成されている。
【0003】一方、この固定子101の磁極に対向する
ように、回転子104が配置され、この回転子104の
内側には複数の永久磁石105が内周面に所定角度で配
置されている。更に、この永久磁石105の表面部には
磁石の保護、表面磁束の均一化等のために補助鉄心10
6が設けられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の永久磁石式電動機においては、補助鉄心106
から隣り合う補助鉄心106へ磁束が漏れ易く、このた
め電動機としての有効磁束が低下するといった問題があ
った。本発明は、上記問題点を除去し、電動機の有効磁
束量を向上させることにより、電動機の特性を向上させ
ることができる永久磁石式電動機を提供することを目的
とする。
【0005】
【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、 〔1〕固定子と回転子を対向させ、前記回転子の永久磁
石の表面に補助鉄心を具備する永久磁石式電動機におい
て、前記補助鉄心の両端に非磁性化端部を備え、隣接す
る補助鉄心間の漏洩磁束量を低減するようにしたもので
ある。
【0006】〔2〕上記〔1〕記載の永久磁石式電動機
において、前記非磁性化端部を前記補助鉄心の局部熱処
理により形成するようにしたものである。 〔3〕固定子と回転子を対向させ、前記回転子の永久磁
石の表面に補助鉄心を具備する永久磁石式電動機におい
て、隣接する補助鉄心間に極間磁石を備え、隣接する補
助鉄心間の漏洩磁束量を低減するようにしたものであ
る。
【0007】〔4〕上記〔3〕記載の永久磁石式電動機
において、前記極間磁石の高さを前記回転子の永久磁石
の高さと略同じ高さに構成するようにしたものである。 〔5〕上記〔3〕記載の永久磁石式電動機において、前
記極間磁石の高さを前記補助鉄心の高さと略同じ高さに
構成するようにしたものである。 〔6〕上記〔3〕記載の永久磁石式電動機において、前
記極間磁石に強度の高い材料を使用し、主磁石保持用の
楔と兼用するようにしたものである。
【0008】〔7〕固定子と回転子を対向させ、前記回
転子の永久磁石の表面に補助鉄心を具備する永久磁石式
電動機において、隣接する補助鉄心の両端に非磁性化端
部を備え、かつ隣接する補助鉄心間に極間磁石を備え、
隣接する補助鉄心間の漏洩磁束量を低減するようにした
ものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を用いて詳細に説明する。図1は本発明の第1実
施例の具体例1を示す永久磁石式電動機の部分断面図で
ある。この図において、1は永久磁石式電動機の内側部
に設けられる固定子であり、この固定子1には歯部2が
形成されており、この歯部2にコイル3が巻かれてお
り、磁極が形成されている。
【0010】一方、この固定子1の磁極に対向するよう
に、回転子4が配置され、この回転子4の内側には複数
の永久磁石(主磁石)5が所定角度で配置されている。
更に、この永久磁石5の表面部には永久磁石5の保護、
表面磁束の均一化等のために補助鉄心6が設けられてい
る。この具体例1では、非磁性化端部11は、補助鉄心
6の両端の小さい領域のみを非磁性化するようにしてい
る。
【0011】この非磁性化端部11は、補助鉄心6の所
定領域のみを熱処理することにより、非磁性化された部
分を形成することができる。すなわち、例えば、元々強
磁性である母材(強磁性ステンレス鋼)の非磁化させた
い部分にのみ、高周波コイルを配置し、その部分に高周
波加熱による熱処理を施して非磁性化する。
【0012】また、非磁性化させたい部分にのみ、レー
ザあるいはプラズマアークにより、熱処理を施して非磁
性化することもできる。更に、補助鉄心6の両側の端部
に絶縁性樹脂を塗布するようにしても良い。次に、本発
明の第1実施例の具体例2について説明する。図2は本
発明の第1実施例の具体例2を示す永久磁石式電動機の
部分断面図である。なお、図1に示したものと同じ部分
については、同じ符号を付してそれらの説明は省略す
る。
【0013】この具体例2では、具体例1よりは大きい
領域の非磁性化端部12を形成するようにしている。こ
のように、具体例1及び具体例2によれば、補助鉄心6
の両側に非磁性化端部11,12を形成することによ
り、隣接する補助鉄心6間の漏洩磁束量を低減すること
ができ、従来技術と対比して表1に示すような効果を奏
することができる。
【0014】
【表1】
【0015】つまり、この表1に示すように、補助鉄心
形状が標準状態(従来の形状)の場合、磁石−コイル間
の磁束量は、67.21(Wb×10-4)であるのに対
して、具体例1に示す小さい領域の非磁性化端部11を
形成した場合には、磁石−コイル間の磁束量は、67.
97(Wb×10-4)になり、磁束量は1.13%増加
することが分かる。
【0016】更に、具体例2に示す大きい領域の非磁性
化端部12を形成した場合には、磁石−コイル間の磁束
量は、68.51(Wb×10-4)になり、磁束量は、
1.94%増加することが分かる。次に、本発明の第2
実施例の具体例1について説明する。図3は本発明の第
2実施例の具体例1を示す永久磁石式電動機の部分断面
図である。なお、この図において、矢印→は各磁石の磁
化方向を示している。
【0017】この図において、21は永久磁石式電動機
の内側部に設けられる固定子であり、この固定子21に
は、歯部22が形成されており、この歯部22にコイル
23が巻かれており、磁極が形成されている。一方、こ
の固定子21の磁極に対向するように、回転子24が配
置され、この回転子24の内側には複数の永久磁石(主
磁石)25が所定角度で配置されている。更に、この永
久磁石25の表面部には、永久磁石25の保護、表面磁
束の均一化等のために補助鉄心26が設けられている。
【0018】この第2実施例の具体例1では、隣接する
永久磁石25の間に磁化方向が90度異なるとともに、
隣接する永久磁石25の磁束に加えられるように極間磁
石27を配置するようにしている。なお、ここでは、極
間磁石27は、永久磁石25と略同じ高さ(厚さ)に形
成する。したがって、第2実施例の具体例1によれば、
隣接する補助鉄心25間の磁束は、より固定子21の磁
極と作用する有効磁束量を増加させることができる。
【0019】また、極間磁石に強度の高い材料(鋳造磁
石等)を使用し、主磁石保持用の楔と兼用することもで
きる。次に、本発明の第2実施例の具体例2について説
明する。図4は本発明の第2実施例の具体例2を示す永
久磁石式電動機の部分断面図である。なお、図3と同じ
部分については、同じ符号を付してそれらの説明は省略
する。
【0020】この具体例2では、隣接する補助鉄心26
間に磁化方向が90度異なるとともに、隣接する永久磁
石の磁束に加えられるように極間磁石28を配置するよ
うにしたものである。その場合、この具体例2の極間磁
石28は、永久磁石25より厚くなるように形成する。
つまり、補助鉄心26の表面の高さに略等しくなるよう
に形成する。
【0021】したがって、第2実施例の具体例2によれ
ば、隣接する補助鉄心26間の磁束は、固定子21の磁
極と作用する有効磁束量をより増加させることができる
とともに、回転子の磁極面の凹凸を無くして騒音を低減
することができる。また、極間磁石に強度の高い材料
(鋳造磁石等)を使用し、主磁石保持用の楔と兼用する
こともできる。
【0022】このように、第2実施例の具体例1及び具
体例2によれば、永久磁石25及び補助鉄心26の両側
に極間磁石27,28を配置するようにしたので、隣接
する補助鉄心26間の漏洩磁束量を確実に低減すること
ができ、従来技術と対比した表2に示すような効果を奏
することができる。
【0023】
【表2】
【0024】この表2に示すように、磁石配置が標準状
態(従来の形状)の場合、磁石−コイル間の磁束量は、
67.21(Wb×10-4)であるのに対して、第2実
施例の具体例1に示す、隣接永久磁石25及び補助鉄心
26間に極間磁石27を設けた場合には、磁石−コイル
間の磁束量は、71.03(Wb×10-4)になり、磁
束量は5.70%増加することが分かる。
【0025】更に、第2実施例の具体例2に示すよう
に、隣接永久磁石25及び補助鉄心26間に極間磁石2
8を設けた場合には、磁石−コイル間の磁束量は、7
6.92(Wb×10-4)になり、磁束量は14.45
%増加することが分かる。また、上記第1実施例に示し
た補助鉄心の両端に非磁性化端部を備えるとともに、上
記第2実施例に示した隣接する補助鉄心間に極間磁石を
備えることにより、補助鉄心間の漏洩磁束量をより一層
低減することができる。
【0026】次に、本発明の第3実施例について説明す
る。図5は本発明の第3実施例を示す永久磁石式電動機
の部分断面図である。上記実施例では、固定子が内側
に、回転子が外側にそれぞれ配置された、いわゆるアウ
ターロータ型永久磁石式電動機について説明したが、こ
の実施例では、インナーロータ型永久磁石式電動機に適
用するようにしている。
【0027】図5に示すように、永久磁石式電動機の外
側には、固定子31が配置されており、この固定子31
には、歯部32が形成されており、この歯部32にコイ
ル33が巻かれており、磁極が形成されている。一方、
永久磁石式電動機の内側には、その固定子31の磁極に
対向するように、回転子34が配置され、この回転子3
4の内側には複数の永久磁石(主磁石)35が所定角度
で配置されている。更に、この永久磁石35の表面部に
は磁石の保護、表面磁束の均一化等のために補助鉄心3
6が設けられている。
【0028】この実施例では、その補助鉄心36の両側
に非磁性化端部37を形成するようにしている。このよ
うに、第3実施例によれば、上記した第1実施例と同様
の作用効果を奏することができる。次に、本発明の第4
実施例について説明する。
【0029】図6は本発明の第4実施例を示す永久磁石
式電動機の部分断面図である。この実施例でも、第3実
施例と同様、インナーロータ型永久磁石式電動機に適用
するようにしている。図6に示すように、永久磁石式電
動機の外側には、固定子41が配置されており、この固
定子41には、歯部42が形成されており、この歯部4
2にコイル43が巻かれており、磁極が形成されてい
る。
【0030】一方、永久磁石式電動機の内側には、その
固定子41の磁極に対向するように、回転子44が配置
され、この回転子44の内側には複数の永久磁石45が
所定角度で配置されている。更に、この永久磁石45の
表面部には磁石の保護、表面磁束の均一化等のために補
助鉄心46が設けられている。隣接する補助鉄心46間
に磁化方向が90度異なるとともに、隣接する永久磁石
45の磁束に加えられるように極間磁石47を配置す
る。その場合、ここでは、極間磁石47は、補助鉄心4
6の表面の高さに略等しくなるように形成しているが、
極間磁石47の高さを永久磁石45と略同じ高さにする
等適宜設定することができる。
【0031】このように、第4実施例によれば、上記し
た第2実施例と同様の作用効果を奏することができる。
また、極間磁石に強度の高い材料(鋳造磁石等)を使用
し、主磁石保持用の楔と兼用することもできる。そのよ
うに構成することにより、極間磁石を固定部材としての
機能を持たせることができることになり、永久磁石式電
動機の部品点数を減することができる。
【0032】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可能
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。
【0033】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明に
よれば、次のような効果を奏することができる。 (A)請求項1又は7記載の発明によれば、簡単な構造
で電動機の有効磁束量を向上させることにより、電動機
の特性を向上させることができる。
【0034】(B)請求項2記載の発明によれば、熱処
理により非磁性化端部を容易に形成することができる。 (C)請求項3又は4記載の発明によれば、電動機の有
効磁束量を格段に向上させることにより、より一層の電
動機の特性を向上させることができる。 (D)請求項5記載の発明によれば、上記(3)の効果
に加えて、回転子の磁極面の凹凸を無くして騒音を低減
することができる。
【0035】(E)請求項6記載の発明によれば、極間
磁石に強度の高い材料(鋳造磁石など)を使用し、主磁
石保持用の楔と兼用することにより、永久磁石式電動機
の部品点数を減することができる。 (F)請求項7記載の発明によれば、上記(1)又は
(3)に比べて、より電動機の有効磁束量を向上させる
ことにより、電動機の特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例の具体例1を示す永久磁石
式電動機の部分断面図である。
【図2】本発明の第1実施例の具体例2を示す永久磁石
式電動機の部分断面図である。
【図3】本発明の第2実施例の具体例1を示す永久磁石
式電動機の部分断面図である。
【図4】本発明の第2実施例の具体例2を示す永久磁石
式電動機の部分断面図である。
【図5】本発明の第3実施例を示す永久磁石式電動機の
部分断面図である。
【図6】本発明の第4実施例を示す永久磁石式電動機の
部分断面図である。
【図7】従来の永久磁石式電動機の断面図である。
【符号の説明】
1,21,31,41 固定子 2,22,32,42 歯部 3,23,33,43 コイル 4,24,34,44 回転子 5,25,35,45 永久磁石(主磁石) 6,26,36,46 補助鉄心 11,12,37 非磁性化端部 27,28,47 極間磁石

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 固定子と回転子を対向させ、前記回転子
    の永久磁石の表面に補助鉄心を具備する永久磁石式電動
    機において、 前記補助鉄心の両端に非磁性化端部を備え、隣接する補
    助鉄心間の漏洩磁束量を低減することを特徴とする永久
    磁石式電動機。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の永久磁石式電動機におい
    て、前記非磁性化端部を前記補助鉄心の局部熱処理によ
    り形成することを特徴とする永久磁石式電動機。
  3. 【請求項3】 固定子と回転子を対向させ、前記回転子
    の永久磁石の表面に補助鉄心を具備する永久磁石式電動
    機において、 隣接する補助鉄心間に極間磁石を備え、隣接する補助鉄
    心間の漏洩磁束量を低減することを特徴とする永久磁石
    式電動機。
  4. 【請求項4】 請求項3記載の永久磁石式電動機におい
    て、前記極間磁石の高さを前記回転子の永久磁石の高さ
    と略同じ高さに構成することを特徴とする永久磁石式電
    動機。
  5. 【請求項5】 請求項3記載の永久磁石式電動機におい
    て、前記極間磁石の高さを前記補助鉄心の高さと略同じ
    高さに構成することを特徴とする永久磁石式電動機。
  6. 【請求項6】 請求項3記載の永久磁石式電動機におい
    て、前記極間磁石に強度の高い材料を使用し、主磁石保
    持用の楔と兼用することを特徴とする永久磁石式電動
    機。
  7. 【請求項7】 固定子と回転子を対向させ、前記回転子
    の永久磁石の表面に補助鉄心を具備する永久磁石式電動
    機において、 隣接する補助鉄心の両端に非磁性化端部を備え、かつ隣
    接する補助鉄心間に極間磁石を備え、隣接する補助鉄心
    間の漏洩磁束量を低減することを特徴とする永久磁石式
    電動機。
JP9301445A 1997-11-04 1997-11-04 永久磁石式電動機 Withdrawn JPH11146586A (ja)

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