JP2002262533A - 永久磁石式回転電機 - Google Patents
永久磁石式回転電機Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 漏れ磁束が無く、磁石トルクの減少および騒
音を抑え、効率特性が優れた構造の永久磁石式回転電機
を提供する。 【解決手段】 固定子鉄心２に形成された複数のスロッ
ト３中に集中巻電機子巻線５が施された固定子１と、回
転子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石７を配置すると
ともに永久磁石７間に回転子の外径側に突出した突起部
８を有する回転子６とからなる永久磁石式回転電機にお
いて、突起部８の最大外径ｒが、この突起部８に接する
部分の永久磁石７の最小外径ｒmminよりも大きく、外径
側幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとな
るようなテーパ部を有し、突起部８のテーパ部の延長線
がシャフト中心よりも外径側Ｏoで交わる構造を採用し
た。誘導起電力波形を改善でき、高効率でしかも低振動
・低騒音となり、永久磁石７の飛散防止にも効果があ
る。
音を抑え、効率特性が優れた構造の永久磁石式回転電機
を提供する。 【解決手段】 固定子鉄心２に形成された複数のスロッ
ト３中に集中巻電機子巻線５が施された固定子１と、回
転子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石７を配置すると
ともに永久磁石７間に回転子の外径側に突出した突起部
８を有する回転子６とからなる永久磁石式回転電機にお
いて、突起部８の最大外径ｒが、この突起部８に接する
部分の永久磁石７の最小外径ｒmminよりも大きく、外径
側幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとな
るようなテーパ部を有し、突起部８のテーパ部の延長線
がシャフト中心よりも外径側Ｏoで交わる構造を採用し
た。誘導起電力波形を改善でき、高効率でしかも低振動
・低騒音となり、永久磁石７の飛散防止にも効果があ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転子鉄心に複数
の永久磁石を備える永久磁石式回転電機に係り、特に、
永久磁石からの磁束の漏れによる振動・騒音を抑制する
構造に関する。
の永久磁石を備える永久磁石式回転電機に係り、特に、
永久磁石からの磁束の漏れによる振動・騒音を抑制する
構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、特開平１−２８６７５８号公報
には、回転子鉄心に複数個設けられた永久磁石間に、回
転子鉄心の一部を放射方向に突出させ形成した突起部を
設け、突起部の幅Ａと固定子スロットピッチＢとの間
に、nを整数として Ａ＝（n＋０.５）Ｂ という関係を持たせれば、コギングトルクを低減し、リ
ラクタンストルクを利用して効率特性を改善できること
が記載されている。
には、回転子鉄心に複数個設けられた永久磁石間に、回
転子鉄心の一部を放射方向に突出させ形成した突起部を
設け、突起部の幅Ａと固定子スロットピッチＢとの間
に、nを整数として Ａ＝（n＋０.５）Ｂ という関係を持たせれば、コギングトルクを低減し、リ
ラクタンストルクを利用して効率特性を改善できること
が記載されている。
【０００３】この突起部には、周方向に伸びた磁石押さ
え片が形成されており、回転運転中に永久磁石が径方向
に飛散することを防止している。
え片が形成されており、回転運転中に永久磁石が径方向
に飛散することを防止している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】永久磁石式回転電機の
検討課題には、高効率化，低振動・低騒音化がある。
検討課題には、高効率化，低振動・低騒音化がある。
【０００５】高効率化を達成する手段としては、回転電
機内に発生する損失成分、すなわち、銅損，鉄損，機械
損，漂遊損を低減することや、主磁束トルク，リラクタ
ンストルクを向上させることなどがある。
機内に発生する損失成分、すなわち、銅損，鉄損，機械
損，漂遊損を低減することや、主磁束トルク，リラクタ
ンストルクを向上させることなどがある。
【０００６】一方、低振動・低騒音化を達成する手段と
しては、コギングトルクの低減，誘導起電力波形の歪み
率の低減がある。
しては、コギングトルクの低減，誘導起電力波形の歪み
率の低減がある。
【０００７】上記従来技術においては、リラクタンスト
ルクを利用して効率特性を向上させ、コギングトルクを
低減し、低振動・低騒音を達成しようとしていると推察
される。
ルクを利用して効率特性を向上させ、コギングトルクを
低減し、低振動・低騒音を達成しようとしていると推察
される。
【０００８】しかし、本発明者らは、上記従来技術のよ
うに、回転子鉄心の一部を外径方向に突出させて形成し
た突起部に磁石押さえ片を形成すると、磁石の磁束が磁
石押さえ片を介して漏れ、磁石トルクがむしろ減少する
傾向となること、磁束漏れにより誘導起電力波形が乱れ
て騒音の発生原因になること、センサレスインバータで
の駆動時に回転子位置検出が困難になりやすいことを実
験により確認した。
うに、回転子鉄心の一部を外径方向に突出させて形成し
た突起部に磁石押さえ片を形成すると、磁石の磁束が磁
石押さえ片を介して漏れ、磁石トルクがむしろ減少する
傾向となること、磁束漏れにより誘導起電力波形が乱れ
て騒音の発生原因になること、センサレスインバータで
の駆動時に回転子位置検出が困難になりやすいことを実
験により確認した。
【０００９】図１４は、従来技術による永久磁石式回転
電機の構造と着磁方法を示す図である。図１４の永久磁
石式回転電機においては、突起部８に永久磁石の飛び出
しを防止するための磁石押さえ片１２が形成されてい
る。また、永久磁石７の着磁が回転子中心線１０と周方
向で同一方向を向くようにされているので、突起部８お
よび磁石押さえ片１２を介して、隣り合う異極の磁石に
漏れる漏洩磁束１１が発生する。
電機の構造と着磁方法を示す図である。図１４の永久磁
石式回転電機においては、突起部８に永久磁石の飛び出
しを防止するための磁石押さえ片１２が形成されてい
る。また、永久磁石７の着磁が回転子中心線１０と周方
向で同一方向を向くようにされているので、突起部８お
よび磁石押さえ片１２を介して、隣り合う異極の磁石に
漏れる漏洩磁束１１が発生する。
【００１０】その結果、ティース４を通過して集中巻電
機子巻線５に鎖交する磁束が減少するとともに、ギャッ
プの磁束分布に脈動成分が発生するので、効率特性が劣
化し、振動・騒音が発生する要因となっていた。
機子巻線５に鎖交する磁束が減少するとともに、ギャッ
プの磁束分布に脈動成分が発生するので、効率特性が劣
化し、振動・騒音が発生する要因となっていた。
【００１１】また、上記従来技術においては、主に電機
子巻線を分布巻とした場合に有効な技術であり、集中巻
とした場合に適用する際には、突起部の幅を大きく設定
する必要があるため、回転子に配置できる永久磁石の体
積が制限されてしまうから、磁石トルクが更に減少する
傾向にあることを確認した。
子巻線を分布巻とした場合に有効な技術であり、集中巻
とした場合に適用する際には、突起部の幅を大きく設定
する必要があるため、回転子に配置できる永久磁石の体
積が制限されてしまうから、磁石トルクが更に減少する
傾向にあることを確認した。
【００１２】本発明の目的は、漏れ磁束が無く、磁石ト
ルクの減少および騒音を抑え、効率特性の優れた構造の
永久磁石式回転電機を提供することである。
ルクの減少および騒音を抑え、効率特性の優れた構造の
永久磁石式回転電機を提供することである。
【００１３】
【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、固定子鉄心に形成された複数のスロット
中に集中巻電機子巻線を配置した固定子と、回転子鉄心
のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置するとともに永久
磁石間に回転子の外径側に突出した突起部を有する回転
子とからなる永久磁石式回転電機において、突起部の最
大外径ｒが、突起部に接する部分の永久磁石の最小外径
ｒmminよりも大きく、突起部は、外径側幅寸法Ｗoと内
径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ
部を有し、突起部のテーパ部の延長線がシャフト中心よ
りも外径側で交わる永久磁石式回転電機を提案する。
成するために、固定子鉄心に形成された複数のスロット
中に集中巻電機子巻線を配置した固定子と、回転子鉄心
のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置するとともに永久
磁石間に回転子の外径側に突出した突起部を有する回転
子とからなる永久磁石式回転電機において、突起部の最
大外径ｒが、突起部に接する部分の永久磁石の最小外径
ｒmminよりも大きく、突起部は、外径側幅寸法Ｗoと内
径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ
部を有し、突起部のテーパ部の延長線がシャフト中心よ
りも外径側で交わる永久磁石式回転電機を提案する。
【００１４】本発明は、また、固定子鉄心に形成された
複数のスロット中に集中巻電機子巻線が施された固定子
と、回転子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置す
るとともに永久磁石間に回転子の外径側に突出した突起
部を有する回転子からなる永久磁石式回転電機におい
て、突起部の最大外径ｒが、突起部に接する部分の永久
磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、突起部は、外径側
幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなる
ようなテーパ部を有し、突起部のテーパ部の延長線がシ
ャフト中心よりも外径側で交わり、突起部と永久磁石と
の間に略Ｌ字状非磁性材料の保持体を設置した永久磁石
式回転電機を提案する。
複数のスロット中に集中巻電機子巻線が施された固定子
と、回転子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置す
るとともに永久磁石間に回転子の外径側に突出した突起
部を有する回転子からなる永久磁石式回転電機におい
て、突起部の最大外径ｒが、突起部に接する部分の永久
磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、突起部は、外径側
幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなる
ようなテーパ部を有し、突起部のテーパ部の延長線がシ
ャフト中心よりも外径側で交わり、突起部と永久磁石と
の間に略Ｌ字状非磁性材料の保持体を設置した永久磁石
式回転電機を提案する。
【００１５】本発明は、さらに、固定子鉄心に形成され
た複数のスロット中に集中巻電機子巻線が施された固定
子と、回転子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置
するとともに永久磁石間に回転子の外径側に突出した突
起部を有する回転子からなる永久磁石式回転電機におい
て、突起部の最大外径ｒが、突起部に接する部分の永久
磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、突起部は、外径側
幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなる
ようなテーパ部を有し、突起部のテーパ部の延長線がシ
ャフト中心よりも外径側で交わり、永久磁石の外周を被
覆する非磁性材料の保持体を設置した永久磁石式回転電
機を提案する。
た複数のスロット中に集中巻電機子巻線が施された固定
子と、回転子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置
するとともに永久磁石間に回転子の外径側に突出した突
起部を有する回転子からなる永久磁石式回転電機におい
て、突起部の最大外径ｒが、突起部に接する部分の永久
磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、突起部は、外径側
幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなる
ようなテーパ部を有し、突起部のテーパ部の延長線がシ
ャフト中心よりも外径側で交わり、永久磁石の外周を被
覆する非磁性材料の保持体を設置した永久磁石式回転電
機を提案する。
【００１６】上記いずれの永久磁石式回転電機において
も、円弧状の各永久磁石の外周側の曲率半径ｒ1′がシ
ャフト中心からの曲率半径ｒmmaxよりも小さく、固定子
と回転子と間のギャップが不等ギャップとなるようにす
ることができる。
も、円弧状の各永久磁石の外周側の曲率半径ｒ1′がシ
ャフト中心からの曲率半径ｒmmaxよりも小さく、固定子
と回転子と間のギャップが不等ギャップとなるようにす
ることができる。
【００１７】永久磁石の着磁方向は、回転子中心から放
射方向，回転子からの中心線と平行，回転子からの中心
線に集まる極配向着磁のいずれかとする。
射方向，回転子からの中心線と平行，回転子からの中心
線に集まる極配向着磁のいずれかとする。
【００１８】本発明においては、突起部の最大外径ｒ
が、突起部に接する部分の永久磁石の最小外径ｒmminよ
りも大きいので、漏れ磁束が無くなり、リラクタンスト
ルクをより効果的に利用し、効率特性を向上できる。
が、突起部に接する部分の永久磁石の最小外径ｒmminよ
りも大きいので、漏れ磁束が無くなり、リラクタンスト
ルクをより効果的に利用し、効率特性を向上できる。
【００１９】また、突起部に外径側幅寸法Ｗoと内径側
幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を
設け、テーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側で
交わるように構成することで、誘導起電力の波形を改善
でき、磁石の飛散を防止効果も得られる。
幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を
設け、テーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側で
交わるように構成することで、誘導起電力の波形を改善
でき、磁石の飛散を防止効果も得られる。
【００２０】その結果、高効率で低振動・低騒音の永久
磁石式回転電機を提供できる。
磁石式回転電機を提供できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】次に、図１〜図１３を参照して、
本発明による永久磁石式回転電機の実施形態を説明す
る。
本発明による永久磁石式回転電機の実施形態を説明す
る。
【００２２】
【突起部と永久磁石との実施形態１】図１は、本発明に
よる永久磁石式回転電機における突起部と永久磁石との
実施形態１の径方向断面形状を示す図であり、図２は、
図１の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して示す図で
ある。
よる永久磁石式回転電機における突起部と永久磁石との
実施形態１の径方向断面形状を示す図であり、図２は、
図１の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して示す図で
ある。
【００２３】図１および図２に示した永久磁石式回転電
機において、固定子１は、固定子鉄心２に形成した複数
のスロット３内に、Ｕ相巻線５Ａ，Ｖ相巻線５Ｂ，Ｗ相
巻線５Ｃの巻線からなる集中巻電機子巻線５を配置して
構成されている。
機において、固定子１は、固定子鉄心２に形成した複数
のスロット３内に、Ｕ相巻線５Ａ，Ｖ相巻線５Ｂ，Ｗ相
巻線５Ｃの巻線からなる集中巻電機子巻線５を配置して
構成されている。
【００２４】回転子６は、回転子鉄心を外径方向に突出
させた突起部８を介して、例えば４極の永久磁石７を周
方向に複数個配置して構成されており、ここでは図示し
ていないシャフトに装着するためのシャフト孔９を有し
ている。
させた突起部８を介して、例えば４極の永久磁石７を周
方向に複数個配置して構成されており、ここでは図示し
ていないシャフトに装着するためのシャフト孔９を有し
ている。
【００２５】固定子鉄心２に形成された複数のスロット
３中に集中巻電機子巻線５が施された固定子１と、回転
子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石７を配置するとと
もに永久磁石７間に回転子の外径側に突出した突起部８
を有する回転子６とからなる永久磁石式回転電機におい
て、突起部８が、両隣の永久磁石７のこの突起８に接す
る部分の外径ｒmminよりも突出しており、外径側幅寸法
Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなるような
テーパ部を有し、突起部８のテーパ部の延長線がシャフ
ト中心よりも外径側Ｏoで交わる構造を採用した。
３中に集中巻電機子巻線５が施された固定子１と、回転
子鉄心のヨーク部に等間隔に永久磁石７を配置するとと
もに永久磁石７間に回転子の外径側に突出した突起部８
を有する回転子６とからなる永久磁石式回転電機におい
て、突起部８が、両隣の永久磁石７のこの突起８に接す
る部分の外径ｒmminよりも突出しており、外径側幅寸法
Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの関係がＷo＞Ｗiとなるような
テーパ部を有し、突起部８のテーパ部の延長線がシャフ
ト中心よりも外径側Ｏoで交わる構造を採用した。
【００２６】永久磁石７は、内径r１の中心点をo，外径
r１'の中心点をo'とした円弧状に形成されている。すな
わち、永久磁石７は、突起部８に近い周辺よりも中央部
分が厚くなっている。
r１'の中心点をo'とした円弧状に形成されている。すな
わち、永久磁石７は、突起部８に近い周辺よりも中央部
分が厚くなっている。
【００２７】
【突起部と永久磁石との実施形態２】図３は、本発明に
よる永久磁石式回転電機における突起部と永久磁石との
実施形態２の径方向断面形状を示す図であり、図４は、
図３の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して示す図で
ある。
よる永久磁石式回転電機における突起部と永久磁石との
実施形態２の径方向断面形状を示す図であり、図４は、
図３の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して示す図で
ある。
【００２８】図３，図４に記載の永久磁石式回転電機に
おいて、図１，図２の実施形態１の構成と異なる部分
は、突起部８と永久磁石７との間に略Ｌ字状の非磁性材
料１３を配置したことである。
おいて、図１，図２の実施形態１の構成と異なる部分
は、突起部８と永久磁石７との間に略Ｌ字状の非磁性材
料１３を配置したことである。
【００２９】非磁性材料１３は、ステンレス合金やアル
ミニウム合金など金属系の材料で構成することが望まし
いが、強化プラスチックや樹脂材料を採用することも可
能である。
ミニウム合金など金属系の材料で構成することが望まし
いが、強化プラスチックや樹脂材料を採用することも可
能である。
【００３０】このように構成した実施形態２の場合、図
１，図２の実施形態１の場合と同様の効果が得られる上
に、図１，図２に示した構成よりも、永久磁石７を強固
に保持でき、高速回転運転にも耐え得る永久磁石回転電
機を提供できる。
１，図２の実施形態１の場合と同様の効果が得られる上
に、図１，図２に示した構成よりも、永久磁石７を強固
に保持でき、高速回転運転にも耐え得る永久磁石回転電
機を提供できる。
【００３１】
【突起部と永久磁石との実施形態３】図５は、本発明に
よる永久磁石式回転電機における突起部と永久磁石との
実施形態３の径方向断面形状を示す図であり、図６は、
図５の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して示す図で
あり、図７は、図６の突起部８と非磁性材料の保持体１
３とを矢印Ａ方向から見た図である。
よる永久磁石式回転電機における突起部と永久磁石との
実施形態３の径方向断面形状を示す図であり、図６は、
図５の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して示す図で
あり、図７は、図６の突起部８と非磁性材料の保持体１
３とを矢印Ａ方向から見た図である。
【００３２】図５〜図７に記載の永久磁石式回転電機に
おいて、図１，図２の実施形態１の構成と異なる部分
は、永久磁石７の外周を非磁性材料１３で被覆したこと
である。
おいて、図１，図２の実施形態１の構成と異なる部分
は、永久磁石７の外周を非磁性材料１３で被覆したこと
である。
【００３３】非磁性材料１３は、ステンレス合金，アル
ミニウム，チタン合金などの金属材料で構成することが
好ましいが、樹脂モールドや強化プラスチック等を採用
してもよい。
ミニウム，チタン合金などの金属材料で構成することが
好ましいが、樹脂モールドや強化プラスチック等を採用
してもよい。
【００３４】このように構成した実施形態３の場合も、
図３，４の実施形態２の場合と同様の効果が得られる。
図３，４の実施形態２の場合と同様の効果が得られる。
【００３５】
【永久磁石の着磁方向の実施形態１】図８は、本発明に
おける永久磁石の着磁方向の実施形態１を示す図であ
る。図８の永久磁石式回転電機では、突起部８には、図
１４に示した従来の永久磁石の飛び出し防止用に磁石押
さえ片１２が無いため、磁石押さえ片１２を介して隣り
合う異極の磁石に漏れていた漏洩磁束１１が発生しな
い。
おける永久磁石の着磁方向の実施形態１を示す図であ
る。図８の永久磁石式回転電機では、突起部８には、図
１４に示した従来の永久磁石の飛び出し防止用に磁石押
さえ片１２が無いため、磁石押さえ片１２を介して隣り
合う異極の磁石に漏れていた漏洩磁束１１が発生しな
い。
【００３６】その結果、ティース４を通過して集中巻電
機子巻線５に鎖交する磁石磁束は減少しないから、ギャ
ップの磁束分布に脈動成分が発生することはなく、効率
特性が良くなり、振動・騒音が抑制される。
機子巻線５に鎖交する磁石磁束は減少しないから、ギャ
ップの磁束分布に脈動成分が発生することはなく、効率
特性が良くなり、振動・騒音が抑制される。
【００３７】
【永久磁石の着磁方向の実施形態２】図９は、本発明に
おける永久磁石の着磁方向の実施形態２を示す図であ
る。図９の永久磁石式回転電機では、永久磁石７の着磁
は、磁石磁束の方向が回転子中心線１０と平行になるよ
うに、磁区の角度を調整してある。すなわち、磁性材料
粉を平行磁界中で成型し、平行着磁を有する永久磁石を
作成する。
おける永久磁石の着磁方向の実施形態２を示す図であ
る。図９の永久磁石式回転電機では、永久磁石７の着磁
は、磁石磁束の方向が回転子中心線１０と平行になるよ
うに、磁区の角度を調整してある。すなわち、磁性材料
粉を平行磁界中で成型し、平行着磁を有する永久磁石を
作成する。
【００３８】図９においては、回転子中心線１０と磁区
との角度が理想状態の０°で示してあるが、製造上の公
差を勘案した場合、±１°以内が望ましい。
との角度が理想状態の０°で示してあるが、製造上の公
差を勘案した場合、±１°以内が望ましい。
【００３９】
【永久磁石の着磁方向の実施形態３】図１０は、本発明
における永久磁石の着磁方向の実施形態３を示す図であ
る。図１０の永久磁石式回転電機では、永久磁石７に
は、磁束が回転子中心線１０に放射方向に向かって集ま
るように磁石の磁区を調整して、極配向着磁を与えてあ
る。
における永久磁石の着磁方向の実施形態３を示す図であ
る。図１０の永久磁石式回転電機では、永久磁石７に
は、磁束が回転子中心線１０に放射方向に向かって集ま
るように磁石の磁区を調整して、極配向着磁を与えてあ
る。
【００４０】図９の実施形態２において、永久磁石７
は、磁束が回転子中心線１０と平行になるように着磁さ
れていたが、図１０の実施形態３の着磁方法を採用して
も、同様の効果が得られるとともに、より多くの磁石磁
束をティース４に集中できるので、効率特性を更に高め
られる。
は、磁束が回転子中心線１０と平行になるように着磁さ
れていたが、図１０の実施形態３の着磁方法を採用して
も、同様の効果が得られるとともに、より多くの磁石磁
束をティース４に集中できるので、効率特性を更に高め
られる。
【００４１】
【実施形態１〜３に共通する効果】図１１は、従来技術
と本発明における誘導起電力波形を比較して示す図であ
り、図１２は、従来技術と本発明における誘導起電力波
形のスペクトラムを比較して示す図である。図１１にお
いては、誘導起電力波形を電気角で9０°まで表記して
おり、振幅は、従来技術の誘導起電力波形のピーク値を
１.０として基準化している。図１１および図１２から
明らかなように、本発明の場合、従来技術と比べて、誘
導起電力波形に含まれる高調波成分を大幅に低減でき
る。
と本発明における誘導起電力波形を比較して示す図であ
り、図１２は、従来技術と本発明における誘導起電力波
形のスペクトラムを比較して示す図である。図１１にお
いては、誘導起電力波形を電気角で9０°まで表記して
おり、振幅は、従来技術の誘導起電力波形のピーク値を
１.０として基準化している。図１１および図１２から
明らかなように、本発明の場合、従来技術と比べて、誘
導起電力波形に含まれる高調波成分を大幅に低減でき
る。
【００４２】図１３は、従来技術と本発明におけるコギ
ングトルク波形を比較して示す図である。図１３のコギ
ングトルク波形は、従来技術のピーク−ピーク値を１.
０として基準化してある。図１３から明らかなように、
本発明のコギングトルクの振幅は、従来技術のコギング
トルクの振幅と比べると、ほぼ半分に縮小している。
ングトルク波形を比較して示す図である。図１３のコギ
ングトルク波形は、従来技術のピーク−ピーク値を１.
０として基準化してある。図１３から明らかなように、
本発明のコギングトルクの振幅は、従来技術のコギング
トルクの振幅と比べると、ほぼ半分に縮小している。
【００４３】
【発明の効果】本発明によれば、突起部の最大外径が、
この突起部に接する部分の永久磁石の最小外径よりも大
きくしたので、リラクタンストルクをより積極的に利用
でき、効率特性を向上できる。
この突起部に接する部分の永久磁石の最小外径よりも大
きくしたので、リラクタンストルクをより積極的に利用
でき、効率特性を向上できる。
【００４４】また、外径側幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗi
との関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を有し、突起
部のテーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側Ｏo
で交わる構造を採用したことから、誘導起電力波形を改
善でき、磁石の飛散を防止できる。
との関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を有し、突起
部のテーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側Ｏo
で交わる構造を採用したことから、誘導起電力波形を改
善でき、磁石の飛散を防止できる。
【００４５】その結果、漏れ磁束が無く、磁石トルクの
減少および騒音を抑え、効率特性が優れた構造の永久磁
石式回転電機が得られる。
減少および騒音を抑え、効率特性が優れた構造の永久磁
石式回転電機が得られる。
【図１】本発明による永久磁石式回転電機における突起
部と永久磁石との実施形態１の径方向断面形状を示す図
である。
部と永久磁石との実施形態１の径方向断面形状を示す図
である。
【図２】図１の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して
示す図である。
示す図である。
【図３】本発明による永久磁石式回転電機における突起
部と永久磁石との実施形態２の径方向断面形状を示す図
である。
部と永久磁石との実施形態２の径方向断面形状を示す図
である。
【図４】図３の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して
示す図である。
示す図である。
【図５】本発明による永久磁石式回転電機における突起
部と永久磁石との実施形態３の径方向断面形状を示す図
である。
部と永久磁石との実施形態３の径方向断面形状を示す図
である。
【図６】図５の永久磁石式回転電機の回転子を拡大して
示す図である。
示す図である。
【図７】図６の突起部８と非磁性材料の保持体１３とを
矢印Ａ方向から見た図である。
矢印Ａ方向から見た図である。
【図８】本発明における永久磁石の着磁方向の実施形態
１を示す図である。
１を示す図である。
【図９】本発明における永久磁石の着磁方向の実施形態
２を示す図である。
２を示す図である。
【図１０】本発明における永久磁石の着磁方向の実施形
態３を示す図である。
態３を示す図である。
【図１１】従来技術と本発明における誘導起電力波形を
比較して示す図である。
比較して示す図である。
【図１２】従来技術と本発明における誘導起電力波形の
スペクトラムを比較して示す図である。
スペクトラムを比較して示す図である。
【図１３】従来技術と本発明におけるコギングトルク波
形を比較して示す図である。
形を比較して示す図である。
【図１４】従来技術の永久磁石式回転電機における突起
部と永久磁石との径方向断面形状を示す図である。
部と永久磁石との径方向断面形状を示す図である。
１ 固定子 ２ 固定子鉄心 ３ スロット ４ ティース ５ 集中巻電機子巻線 ６ 回転子 ７ 永久磁石 ８ 突起部 ９ シャフト孔 １０ 回転子中心線 １１ 漏洩磁束 １２ 磁石押さえ片 １３ 非磁性材料の保持体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大川 友弘 茨城県日立市東多賀町一丁目１番１号 株 式会社日立多賀エレクトロニクス内 (72)発明者 高橋 身佳 茨城県日立市大みか町七丁目１番１号 株 式会社日立製作所日立研究所内 Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AA04 AB08 AE08 5H621 AA02 BB07 GA04 HH01 5H622 AA02 CA02 CA10 CB01 CB04 CB05 PP03 QB02
Claims (7)
- 【請求項１】 固定子鉄心に形成された複数のスロット
中に集中巻電機子巻線を配置した固定子と、回転子鉄心
のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置するとともに前記
永久磁石間に前記回転子の外径側に突出した突起部を有
する回転子とからなる永久磁石式回転電機において、 前記突起部の最大外径ｒが、前記突起部に接する部分の
前記永久磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、 前記突起部は、外径側幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの
関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を有し、前記突起
部の前記テーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側
で交わることを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 【請求項２】 固定子鉄心に形成された複数のスロット
中に集中巻電機子巻線が施された固定子と、回転子鉄心
のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置するとともに前記
永久磁石間に前記回転子の外径側に突出した突起部を有
する回転子からなる永久磁石式回転電機において、 前記突起部の最大外径ｒが、前記突起部に接する部分の
前記永久磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、 前記突起部は、外径側幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの
関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を有し、前記突起
部の前記テーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側
で交わり、 前記突起部と前記永久磁石との間に略Ｌ字状非磁性材料
の保持体を設置したことを特徴とする永久磁石式回転電
機。 - 【請求項３】 固定子鉄心に形成された複数のスロット
中に集中巻電機子巻線が施された固定子と、回転子鉄心
のヨーク部に等間隔に永久磁石を配置するとともに前記
永久磁石間に前記回転子の外径側に突出した突起部を有
する回転子からなる永久磁石式回転電機において、 前記突起部の最大外径ｒが、前記突起部に接する部分の
前記永久磁石の最小外径ｒmminよりも大きく、 前記突起部は、外径側幅寸法Ｗoと内径側幅寸法Ｗiとの
関係がＷo＞Ｗiとなるようなテーパ部を有し、前記突起
部の前記テーパ部の延長線がシャフト中心よりも外径側
で交わり、 前記永久磁石の外周を被覆する非磁性材料の保持体を設
置したことを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれか一項に記載
の永久磁石式回転電機において、 円弧状の各前記永久磁石の外周側の曲率半径ｒ1′が前
記シャフト中心からの曲率半径ｒmmaxよりも小さく、前
記固定子と前記回転子と間のギャップが不等ギャップで
あることを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の永久磁石式回転電機において、 前記永久磁石の着磁方向が、前記回転子中心から放射方
向であることを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 【請求項６】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の永久磁石式回転電機において、 前記永久磁石の着磁方向が、前記回転子からの中心線と
平行であることを特徴とする永久磁石式回転電機。 - 【請求項７】 請求項１ないし４のいずれか一項に記載
の永久磁石式回転電機において、 前記永久磁石の着磁方向が、前記回転子からの中心線に
集まる極配向着磁であることを特徴とする永久磁石式回
転電機。
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|---|---|---|---|
| JP2001053316A JP2002262533A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 永久磁石式回転電機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001053316A JP2002262533A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 永久磁石式回転電機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002262533A true JP2002262533A (ja) | 2002-09-13 |
Family
ID=18913796
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001053316A Pending JP2002262533A (ja) | 2001-02-28 | 2001-02-28 | 永久磁石式回転電機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002262533A (ja) |
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-
2001
- 2001-02-28 JP JP2001053316A patent/JP2002262533A/ja active Pending
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