JP2003164085A - 回転電機 - Google Patents
回転電機Info
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 複数個の小さな永久磁石で磁極を構成し、磁
束分布を改善する。 【解決手段】 回転軸２、ロータコア及び永久磁石を備
えた構造のロータ１を有する回転電機において、複数の
永久磁石用溝４が設けられたロータ積層コア３と、磁極
を構成する複数の直方体永久磁石５と、隣り合う直方体
永久磁石５を弓状に並列配列させるための、直方体永久
磁石５間に配置され直方体永久磁石５の位置決めをする
スペース材６とを備えると共に、並列配列された直方体
永久磁石５は、同一方向に着磁されると共にその両端か
ら中央部に向かうにつれ強く着磁されてなる。
束分布を改善する。 【解決手段】 回転軸２、ロータコア及び永久磁石を備
えた構造のロータ１を有する回転電機において、複数の
永久磁石用溝４が設けられたロータ積層コア３と、磁極
を構成する複数の直方体永久磁石５と、隣り合う直方体
永久磁石５を弓状に並列配列させるための、直方体永久
磁石５間に配置され直方体永久磁石５の位置決めをする
スペース材６とを備えると共に、並列配列された直方体
永久磁石５は、同一方向に着磁されると共にその両端か
ら中央部に向かうにつれ強く着磁されてなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、回転電機、特に直
方体の小さな永久磁石を複数個用いて磁極を構成し、そ
の着磁の仕方で磁束分布を改善すると共に漏洩磁束を減
少させ、シンプルな構造で多様な特性を発揮する永久磁
石を使用したロータと、簡単な構造で平角導線を良好な
占積率で巻装することが容易にできるステータとの回転
電機に関するものである。
方体の小さな永久磁石を複数個用いて磁極を構成し、そ
の着磁の仕方で磁束分布を改善すると共に漏洩磁束を減
少させ、シンプルな構造で多様な特性を発揮する永久磁
石を使用したロータと、簡単な構造で平角導線を良好な
占積率で巻装することが容易にできるステータとの回転
電機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、永久磁石を用いた回転電機が種々
提案されてきている。例えば自動車の車輪を駆動する永
久磁石を用いた従来の回転電機は、磁極数に対応した数
の永久磁石を一つずつロータの周面や周面近傍に設けて
いた。
提案されてきている。例えば自動車の車輪を駆動する永
久磁石を用いた従来の回転電機は、磁極数に対応した数
の永久磁石を一つずつロータの周面や周面近傍に設けて
いた。
【０００３】また従来の磁石埋込み型リタクタンスモー
タのロータ５１は、図２３に図示されている如く、その
ロータコア５２の中程に永久磁石５３が埋め込まれた構
造を有している。
タのロータ５１は、図２３に図示されている如く、その
ロータコア５２の中程に永久磁石５３が埋め込まれた構
造を有している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】磁極数に対応した数の
永久磁石を一つずつロータの周面や周面近傍に埋設する
従来のロータでは、配設する一つの弓形の永久磁石はそ
の磁極面が大きなものとなり、渦電流による渦電流損が
大きく、また当該永久磁石のロータの表面の磁束分布
は、図４の点線で示された如く台形となり、モータに発
生するトルクは脈動し、磁気音が発生したりして車両用
として好ましくなかった。
永久磁石を一つずつロータの周面や周面近傍に埋設する
従来のロータでは、配設する一つの弓形の永久磁石はそ
の磁極面が大きなものとなり、渦電流による渦電流損が
大きく、また当該永久磁石のロータの表面の磁束分布
は、図４の点線で示された如く台形となり、モータに発
生するトルクは脈動し、磁気音が発生したりして車両用
として好ましくなかった。
【０００５】また、磁石埋込み型リタクタンスモータの
永久磁石５３を埋め込む、図２３に示す如き従来のロー
タ５１の構造では、高速回転すると永久磁石５３の端部
に遠心力の荷重が集中し、図２３の点線の円で示された
部分が破壊してしまう虞があった。
永久磁石５３を埋め込む、図２３に示す如き従来のロー
タ５１の構造では、高速回転すると永久磁石５３の端部
に遠心力の荷重が集中し、図２３の点線の円で示された
部分が破壊してしまう虞があった。
【０００６】本発明は上記の点に鑑みなされたものであ
り、小さな直方体の永久磁石を複数個用いて磁極を構成
すると共にその着磁方向を考慮することにより、渦電流
損を少なくすると共に、磁束分布の改善と漏洩磁束を減
少させ、シンプルな構造で多様な特性を発揮し、遠心力
で破壊することのない構造のロータを備えた回転電機を
提供すると共に、簡単な構造で平角導線を良好な占積率
で巻装することが容易にできるステータを備えた回転電
機を提供することを目的としている。
り、小さな直方体の永久磁石を複数個用いて磁極を構成
すると共にその着磁方向を考慮することにより、渦電流
損を少なくすると共に、磁束分布の改善と漏洩磁束を減
少させ、シンプルな構造で多様な特性を発揮し、遠心力
で破壊することのない構造のロータを備えた回転電機を
提供すると共に、簡単な構造で平角導線を良好な占積率
で巻装することが容易にできるステータを備えた回転電
機を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、本発明の回転電機は、回転軸、回転軸に取り付け
られたロータコア及びロータコアに固着された永久磁石
を備えた構造のロータを有する回転電機において、周方
向に所定の間隔を有し、かつ回転軸方向に沿って複数の
永久磁石用溝が設けられたロータ積層コアと、上記永久
磁石用溝に並列配置され磁極を構成する複数の直方体永
久磁石と、上記永久磁石用溝に並列配置される複数の直
方体永久磁石を弓状に並列配列させるための、隣り合う
直方体永久磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決
めをする非導電材のスペース材とを備えると共に、永久
磁石用溝に弓状に並列配列された直方体永久磁石は、同
一方向に着磁されると共にその両端から中央部に向かう
につれ強く着磁されてなり、永久磁石用溝に配置された
複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の、ロー
タの表面での磁束分布を正弦波状にならしめたロータを
有することを特徴としている。
めに、本発明の回転電機は、回転軸、回転軸に取り付け
られたロータコア及びロータコアに固着された永久磁石
を備えた構造のロータを有する回転電機において、周方
向に所定の間隔を有し、かつ回転軸方向に沿って複数の
永久磁石用溝が設けられたロータ積層コアと、上記永久
磁石用溝に並列配置され磁極を構成する複数の直方体永
久磁石と、上記永久磁石用溝に並列配置される複数の直
方体永久磁石を弓状に並列配列させるための、隣り合う
直方体永久磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決
めをする非導電材のスペース材とを備えると共に、永久
磁石用溝に弓状に並列配列された直方体永久磁石は、同
一方向に着磁されると共にその両端から中央部に向かう
につれ強く着磁されてなり、永久磁石用溝に配置された
複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の、ロー
タの表面での磁束分布を正弦波状にならしめたロータを
有することを特徴としている。
【０００８】そして永久磁石用溝に弓状に並列配列され
磁極を構成する直方体永久磁石の内、その両端の直方体
永久磁石の着磁方向が、隣り合う同一方向に着磁された
直方体永久磁石の着磁方向と直角方向に着磁されてな
り、永久磁石用溝に配置された複数の直方体永久磁石に
よって構成される磁極からの磁束のｄ軸漏れを減少なら
しめたロータを有することを特徴としている。
磁極を構成する直方体永久磁石の内、その両端の直方体
永久磁石の着磁方向が、隣り合う同一方向に着磁された
直方体永久磁石の着磁方向と直角方向に着磁されてな
り、永久磁石用溝に配置された複数の直方体永久磁石に
よって構成される磁極からの磁束のｄ軸漏れを減少なら
しめたロータを有することを特徴としている。
【０００９】そして永久磁石用溝に弓状に並列配列され
た全ての直方体永久磁石は、同じ方向に着磁されてな
り、複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の隣
り合う永久磁石用溝の間が空いていることにより、リラ
クタンストルクを発生させるロータを有することを特徴
としている。
た全ての直方体永久磁石は、同じ方向に着磁されてな
り、複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の隣
り合う永久磁石用溝の間が空いていることにより、リラ
クタンストルクを発生させるロータを有することを特徴
としている。
【００１０】また本発明の回転電機は、回転軸、回転軸
に取り付けられたロータコア及びロータコアに固着され
た永久磁石を備えた構造のロータを有する回転電機にお
いて、周表面の全面に複数の直方体永久磁石が並列配置
されたロータ積層コアと、周表面の全面に並列配置され
た直方体永久磁石を固定する直方体永久磁石固定部材
と、ロータ積層コアの周表面に並列配置された直方体永
久磁石を環状に並列配列させるための、隣り合う直方体
永久磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決めをす
る非導電材のスペース材とを備えると共に、ロータ積層
コアの周表面に環状に並列配列された磁極を構成する複
数の直方体永久磁石が、中央部分の直方体永久磁石は同
じ方向に着磁される共に、両端に近づくにつれ中央部分
の直方体永久磁石の着磁方向で次第に小さく着磁され、
磁極と磁極との境の直方体永久磁石はその隣り合う直方
体永久磁石の着磁方向と直角方向に着磁されてなり、上
記複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の、ロ
ータの表面での磁束分布を正弦波状にならしめたロータ
を有することを特徴としている。
に取り付けられたロータコア及びロータコアに固着され
た永久磁石を備えた構造のロータを有する回転電機にお
いて、周表面の全面に複数の直方体永久磁石が並列配置
されたロータ積層コアと、周表面の全面に並列配置され
た直方体永久磁石を固定する直方体永久磁石固定部材
と、ロータ積層コアの周表面に並列配置された直方体永
久磁石を環状に並列配列させるための、隣り合う直方体
永久磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決めをす
る非導電材のスペース材とを備えると共に、ロータ積層
コアの周表面に環状に並列配列された磁極を構成する複
数の直方体永久磁石が、中央部分の直方体永久磁石は同
じ方向に着磁される共に、両端に近づくにつれ中央部分
の直方体永久磁石の着磁方向で次第に小さく着磁され、
磁極と磁極との境の直方体永久磁石はその隣り合う直方
体永久磁石の着磁方向と直角方向に着磁されてなり、上
記複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の、ロ
ータの表面での磁束分布を正弦波状にならしめたロータ
を有することを特徴としている。
【００１１】そして上記の直方体永久磁石は、回転軸方
向及びその半径方向にそれぞれ積層された複数個の小型
永久磁石で構成されていてもよい。
向及びその半径方向にそれぞれ積層された複数個の小型
永久磁石で構成されていてもよい。
【００１２】また本発明の回転電機は、ステータリン
グ、ステータリングに取り付けられるティースコア及び
当該ティースコアに巻回されるステータコイルとを備え
た構造のステータを有する回転電機において、上記ステ
ータコイルは、ティースコアの先端からその基部方向に
向かうにつれ、積層された各コイルの厚さが薄く形成さ
れると共にそのコイル幅が広く形成されてなり、かつ、
積層された各層のコイルの断面積が一定に形成されてな
ることを特徴としている。
グ、ステータリングに取り付けられるティースコア及び
当該ティースコアに巻回されるステータコイルとを備え
た構造のステータを有する回転電機において、上記ステ
ータコイルは、ティースコアの先端からその基部方向に
向かうにつれ、積層された各コイルの厚さが薄く形成さ
れると共にそのコイル幅が広く形成されてなり、かつ、
積層された各層のコイルの断面積が一定に形成されてな
ることを特徴としている。
【００１３】そして上記ステータリングはその内周面に
等間隔で嵌合溝が複数設けられ、上記ティースコアはそ
の一方にステータティースが形成されると共に、その他
方にステータリングの内周面に設けられた嵌合溝に係合
される嵌合部が形成されてなり、ティースコアの嵌合部
がステータリングの嵌合溝に嵌合されてステータコアが
構成される。
等間隔で嵌合溝が複数設けられ、上記ティースコアはそ
の一方にステータティースが形成されると共に、その他
方にステータリングの内周面に設けられた嵌合溝に係合
される嵌合部が形成されてなり、ティースコアの嵌合部
がステータリングの嵌合溝に嵌合されてステータコアが
構成される。
【００１４】ロータの磁極を構成する永久磁石を分割し
た構造の複数個の直方体永久磁石とすることにより、渦
電流損を少なくすることができ、また磁極を構成する複
数個の直方体永久磁石の着磁の方向とその大きさを適宜
なものとすることにより、磁束分布の改善と漏洩磁束を
減少させ、シンプルな構造で多様な特性を発揮するロー
タとなる。
た構造の複数個の直方体永久磁石とすることにより、渦
電流損を少なくすることができ、また磁極を構成する複
数個の直方体永久磁石の着磁の方向とその大きさを適宜
なものとすることにより、磁束分布の改善と漏洩磁束を
減少させ、シンプルな構造で多様な特性を発揮するロー
タとなる。
【００１５】
【発明の実施の形態】図１は本発明の回転電機に用いら
れるロータの一実施例構成図、図２は磁極を構成する直
方体永久磁石の一実施例構成説明図、図３は弓状に直方
体永久磁石を並列配列するスペース材の一実施例配置説
明図をそれぞれ示している。
れるロータの一実施例構成図、図２は磁極を構成する直
方体永久磁石の一実施例構成説明図、図３は弓状に直方
体永久磁石を並列配列するスペース材の一実施例配置説
明図をそれぞれ示している。
【００１６】図１ないし図３において、ロータ１の回転
軸２にはロータ積層コア３が取り付けられており、ロー
タ積層コア３にはその外周近傍で周方向に所定の間隔を
有し、かつ回転軸２の方向に沿った永久磁石用溝４が複
数個、例えば図１では８個設けられている。
軸２にはロータ積層コア３が取り付けられており、ロー
タ積層コア３にはその外周近傍で周方向に所定の間隔を
有し、かつ回転軸２の方向に沿った永久磁石用溝４が複
数個、例えば図１では８個設けられている。
【００１７】各永久磁石用溝４は弓状に設けられてお
り、１７個の直方体永久磁石５が並列配列（次に説明す
るように弓状形成並列配列）された形態で収納されるよ
うになっている。
り、１７個の直方体永久磁石５が並列配列（次に説明す
るように弓状形成並列配列）された形態で収納されるよ
うになっている。
【００１８】直方体永久磁石５はその断面が長方形をな
し、隣り合う直方体永久磁石５の間には、回転軸２の中
心より外周側に楔形をした非導電材のスペース材６が、
回転軸２方向に沿って、図３図示の如くそれぞれ設けら
れ、１７個の直方体永久磁石５を弓状に形成する、つま
り弓状形成並列配列とすると共に、スペース材６は各直
方体永久磁石５の位置決めを行っている。
し、隣り合う直方体永久磁石５の間には、回転軸２の中
心より外周側に楔形をした非導電材のスペース材６が、
回転軸２方向に沿って、図３図示の如くそれぞれ設けら
れ、１７個の直方体永久磁石５を弓状に形成する、つま
り弓状形成並列配列とすると共に、スペース材６は各直
方体永久磁石５の位置決めを行っている。
【００１９】そしてこの弓状形成並列配列された１７個
の直方体永久磁石５と１６個のスペース材６とのハイブ
リッド永久磁石は、ロータ積層コア３に設けられた永久
磁石用溝４に圧入等の固着手段でロータ積層コア３に取
り付けられ、ロータ１の磁極をそれぞれ構成する。
の直方体永久磁石５と１６個のスペース材６とのハイブ
リッド永久磁石は、ロータ積層コア３に設けられた永久
磁石用溝４に圧入等の固着手段でロータ積層コア３に取
り付けられ、ロータ１の磁極をそれぞれ構成する。
【００２０】図５は弓状形成並列配列された直方体永久
磁石の着磁説明図を示している。
磁石の着磁説明図を示している。
【００２１】同図において、矢印の向きとその長さが着
磁の方向とその大きさとを表しており、矢印の長さが示
す如く、上記例示の１７個の直方体永久磁石５の内の中
央位置近傍に配置された直方体永久磁石５が強く着磁さ
れ、残留磁束密度が高く、その両端に向かうにつれ弱く
着磁され、残留磁束密度が低くなる。そして両端の各直
方体永久磁石５は図５図示の方向にそれぞれ着磁され
る。
磁の方向とその大きさとを表しており、矢印の長さが示
す如く、上記例示の１７個の直方体永久磁石５の内の中
央位置近傍に配置された直方体永久磁石５が強く着磁さ
れ、残留磁束密度が高く、その両端に向かうにつれ弱く
着磁され、残留磁束密度が低くなる。そして両端の各直
方体永久磁石５は図５図示の方向にそれぞれ着磁され
る。
【００２２】図５図示の矢印の方向及び大きさで弓状形
成並列配列された各直方体永久磁石５が着磁され、図５
図示の場合にはロータ１の磁極Ｎを構成する。図１に示
された磁極を構成する複数個の直方体永久磁石５を上記
説明の如く着磁することにより、交互にＮ極、Ｓ極の磁
極を構成することができる。
成並列配列された各直方体永久磁石５が着磁され、図５
図示の場合にはロータ１の磁極Ｎを構成する。図１に示
された磁極を構成する複数個の直方体永久磁石５を上記
説明の如く着磁することにより、交互にＮ極、Ｓ極の磁
極を構成することができる。
【００２３】これら磁極Ｎ、磁極Ｓの各磁極のロータ１
の表面での磁束分布は、図４の点線で示された従来の一
つの永久磁石による台形状の磁束分布に比べ、図４の実
線で示された様に正弦波状に改善される。従ってモータ
に発生するトルクの脈動が小さくなる。また両端の各直
方体永久磁石５の上記着磁方向により、隣りの磁極を構
成する端の直方体永久磁石５との間の磁路が飽和され、
当該磁極の磁束が漏れ難くなり、磁束の漏洩を低減する
ことができる。
の表面での磁束分布は、図４の点線で示された従来の一
つの永久磁石による台形状の磁束分布に比べ、図４の実
線で示された様に正弦波状に改善される。従ってモータ
に発生するトルクの脈動が小さくなる。また両端の各直
方体永久磁石５の上記着磁方向により、隣りの磁極を構
成する端の直方体永久磁石５との間の磁路が飽和され、
当該磁極の磁束が漏れ難くなり、磁束の漏洩を低減する
ことができる。
【００２４】また、渦電流損はｎ個に分割した時、（Ｉ
／ｎ）2 ・Ｒ・ｎ＝１／ｎ・Ｉ2 Ｒとなり、損失は１／
ｎとなる。
／ｎ）2 ・Ｒ・ｎ＝１／ｎ・Ｉ2 Ｒとなり、損失は１／
ｎとなる。
【００２５】なおこの両端の各直方体永久磁石５を省略
した磁極構成であってもよい。
した磁極構成であってもよい。
【００２６】上記説明では、ロータ積層コア３に設けら
れた永久磁石用溝４に直方体永久磁石５を埋込む構造の
ロータ１を説明したが、図１０で後述する如く、ロータ
積層コア３の周表面に設けられた永久磁石用溝４に直方
体永久磁石５を配設し、その上に円筒状部材を被せる構
造のロータ１とすることもできる。
れた永久磁石用溝４に直方体永久磁石５を埋込む構造の
ロータ１を説明したが、図１０で後述する如く、ロータ
積層コア３の周表面に設けられた永久磁石用溝４に直方
体永久磁石５を配設し、その上に円筒状部材を被せる構
造のロータ１とすることもできる。
【００２７】図６は小型永久磁石による直方体永久磁石
の一実施例構成説明図を示しており、直方体永久磁石５
は、図２に示された直方体永久磁石５を回転軸２の方向
及びその半径方向に分割した形状のいわば立方体形状の
小型永久磁石７を積層した構造となっており、回転軸２
の方向に小型永久磁石７を８個、その半径方向に小型永
久磁石７を４個それぞれ積層した構成例が示されてい
る。そして、この８×４個の形の状態で、例えば図５に
示す如き方向に着磁される。
の一実施例構成説明図を示しており、直方体永久磁石５
は、図２に示された直方体永久磁石５を回転軸２の方向
及びその半径方向に分割した形状のいわば立方体形状の
小型永久磁石７を積層した構造となっており、回転軸２
の方向に小型永久磁石７を８個、その半径方向に小型永
久磁石７を４個それぞれ積層した構成例が示されてい
る。そして、この８×４個の形の状態で、例えば図５に
示す如き方向に着磁される。
【００２８】回転軸２の方向に８個及びその半径方向に
４個の小型永久磁石７で構成された直方体永久磁石５
は、上記説明の図２図示の直方体永久磁石５と同じ形状
とすることができるので、ロータ積層コア３へのその取
付けの説明は省略する。
４個の小型永久磁石７で構成された直方体永久磁石５
は、上記説明の図２図示の直方体永久磁石５と同じ形状
とすることができるので、ロータ積層コア３へのその取
付けの説明は省略する。
【００２９】図７は小型永久磁石による直方体永久磁石
の着磁説明図を示している。
の着磁説明図を示している。
【００３０】直方体永久磁石５が複数個の小型永久磁石
７で構成される場合においても、その着磁の仕方は図５
での説明と同様であるので、その説明を省略する。
７で構成される場合においても、その着磁の仕方は図５
での説明と同様であるので、その説明を省略する。
【００３１】この場合も図５と同様に、両端の各直方体
永久磁石５を省略した磁極構成であってもよい。
永久磁石５を省略した磁極構成であってもよい。
【００３２】この様に、多数の安価で、かつシンプルな
形状の直方体永久磁石５や小型永久磁石７で構成された
直方体永久磁石５をロータ積層コア３の周表面又は周表
面近傍の永久磁石用溝４に配列し、個々の直方体永久磁
石５の着磁方向又は磁石材料を変えることにより、ロー
タ１の磁気特性を多種多用に変えることができる。
形状の直方体永久磁石５や小型永久磁石７で構成された
直方体永久磁石５をロータ積層コア３の周表面又は周表
面近傍の永久磁石用溝４に配列し、個々の直方体永久磁
石５の着磁方向又は磁石材料を変えることにより、ロー
タ１の磁気特性を多種多用に変えることができる。
【００３３】また、隣り合う直方体永久磁石５の間に入
れられたスペース材６に非導電材を用いたことにより、
複数個の直方体永久磁石５で構成される磁極のその磁極
表面に発生する渦電流損を低減させることができる。
れられたスペース材６に非導電材を用いたことにより、
複数個の直方体永久磁石５で構成される磁極のその磁極
表面に発生する渦電流損を低減させることができる。
【００３４】図８は本発明の回転電機に用いられるロー
タの他の実施例構成図を示している。
タの他の実施例構成図を示している。
【００３５】同図において、ロータ１１の機械的構成は
図１図示のロータ１と同じである。すなわち、ロータ１
１の回転軸２にはロータ積層コア３が取り付けられてお
り、ロータ積層コア３にはその外周近傍で周方向に所定
の間隔を有し、かつ回転軸２の方向に沿った永久磁石用
溝４が複数個、例えば８個設けられている。
図１図示のロータ１と同じである。すなわち、ロータ１
１の回転軸２にはロータ積層コア３が取り付けられてお
り、ロータ積層コア３にはその外周近傍で周方向に所定
の間隔を有し、かつ回転軸２の方向に沿った永久磁石用
溝４が複数個、例えば８個設けられている。
【００３６】各永久磁石用溝４は弓状に設けられてお
り、１７個の直方体永久磁石５が並列配列された形態で
収納されるようになっている。
り、１７個の直方体永久磁石５が並列配列された形態で
収納されるようになっている。
【００３７】直方体永久磁石５はその断面が長方形をな
し、隣り合う直方体永久磁石５の間には、回転軸２の中
心より外周側に楔形をした非導電材のスペース材６が、
回転軸２方向に沿って、図３図示の如くそれぞれ設けら
れ、１７個の直方体永久磁石５を弓状に形成する、つま
り弓状形成並列配列とすると共に、スペース材６は各直
方体永久磁石５の位置決めを行っている。
し、隣り合う直方体永久磁石５の間には、回転軸２の中
心より外周側に楔形をした非導電材のスペース材６が、
回転軸２方向に沿って、図３図示の如くそれぞれ設けら
れ、１７個の直方体永久磁石５を弓状に形成する、つま
り弓状形成並列配列とすると共に、スペース材６は各直
方体永久磁石５の位置決めを行っている。
【００３８】そしてこの弓状形成並列配列された１７個
の直方体永久磁石５と１６個のスペース材６とのハイブ
リッド永久磁石は、ロータ積層コア３に設けられた永久
磁石用溝４に圧入等の固着手段でロータ積層コア３に取
り付けられ、ロータ１１の磁極をそれぞれ構成する。
の直方体永久磁石５と１６個のスペース材６とのハイブ
リッド永久磁石は、ロータ積層コア３に設けられた永久
磁石用溝４に圧入等の固着手段でロータ積層コア３に取
り付けられ、ロータ１１の磁極をそれぞれ構成する。
【００３９】弓状形成並列配列された１７個の直方体永
久磁石５の着磁の仕方は、永久磁石用溝４に弓状に並列
配列され磁極を構成する直方体永久磁石５の内、その両
端の直方体永久磁石５の着磁方向が隣り合う直方体永久
磁石５の着磁方向と直角方向に着磁されると共に、その
他の直方体永久磁石５は、図８図示の矢印で表されてい
る如く、同じ方向同じ大きさでそれぞれ着磁される。磁
極を構成する直方体永久磁石５の両端が、隣り合う直方
体永久磁石５の着磁方向と直角方向に着磁されている
と、ロータ１１の隣の磁極と磁極との間の磁路は磁気飽
和され、磁極の磁束の漏れが少なくなる。
久磁石５の着磁の仕方は、永久磁石用溝４に弓状に並列
配列され磁極を構成する直方体永久磁石５の内、その両
端の直方体永久磁石５の着磁方向が隣り合う直方体永久
磁石５の着磁方向と直角方向に着磁されると共に、その
他の直方体永久磁石５は、図８図示の矢印で表されてい
る如く、同じ方向同じ大きさでそれぞれ着磁される。磁
極を構成する直方体永久磁石５の両端が、隣り合う直方
体永久磁石５の着磁方向と直角方向に着磁されている
と、ロータ１１の隣の磁極と磁極との間の磁路は磁気飽
和され、磁極の磁束の漏れが少なくなる。
【００４０】この様な構成のロータ１は、リタクタンス
モータに用いられ、発生するトータルトルクＴt は Ｔt ＝ｋ・φ・Ｉq ＋（Ｌq −Ｌd ）Ｉd ・Ｉq で表される。
モータに用いられ、発生するトータルトルクＴt は Ｔt ＝ｋ・φ・Ｉq ＋（Ｌq −Ｌd ）Ｉd ・Ｉq で表される。
【００４１】なお、例えば図８に示すロータにおいて、
１つの直方体永久磁石５の群と隣り合う同様の群との間
の、直方体永久磁石５も存在していない部分に、ステー
タの極が対峙している場合をｑ軸と称している。そし
て、ステータの極が直方体永久磁石５の群の中央（円弧
の中央）に対峙している場合をｄ軸と称している。上記
のＩq はｑ軸成分の電流（ｑ軸電流）、Ｉd は同じくｄ
軸成分の電流（ｄ軸電流）、Ｌq はｑ軸状態の下でのス
テータの極のコイルに生じるインダクタンス（ｑ軸イン
ダクタンス）、Ｌd はｄ軸状態の下でのステータの極の
コイルに生じるインダクタンス（ｄ軸インダクタン
ス）、φはロータにもうけた直方体永久磁石５の群が発
生している磁束、ｋは比例係数を夫々表している。
１つの直方体永久磁石５の群と隣り合う同様の群との間
の、直方体永久磁石５も存在していない部分に、ステー
タの極が対峙している場合をｑ軸と称している。そし
て、ステータの極が直方体永久磁石５の群の中央（円弧
の中央）に対峙している場合をｄ軸と称している。上記
のＩq はｑ軸成分の電流（ｑ軸電流）、Ｉd は同じくｄ
軸成分の電流（ｄ軸電流）、Ｌq はｑ軸状態の下でのス
テータの極のコイルに生じるインダクタンス（ｑ軸イン
ダクタンス）、Ｌd はｄ軸状態の下でのステータの極の
コイルに生じるインダクタンス（ｄ軸インダクタン
ス）、φはロータにもうけた直方体永久磁石５の群が発
生している磁束、ｋは比例係数を夫々表している。
【００４２】各磁極を構成する両端の直方体永久磁石５
の着磁方向を、隣り合う直方体永久磁石５の着磁方向と
直角方向に着磁することにより、ｄ軸漏れ磁束を少なく
することができ、ｑ軸とｄ軸とのインダクタンスの差
（Ｌq −Ｌd ）が大きくなり、第２項のリラクタンスト
ルク（Ｌq −Ｌd ）Ｉd ・Ｉq を大きくすることができ
る。
の着磁方向を、隣り合う直方体永久磁石５の着磁方向と
直角方向に着磁することにより、ｄ軸漏れ磁束を少なく
することができ、ｑ軸とｄ軸とのインダクタンスの差
（Ｌq −Ｌd ）が大きくなり、第２項のリラクタンスト
ルク（Ｌq −Ｌd ）Ｉd ・Ｉq を大きくすることができ
る。
【００４３】なお、第１の項のｋ・φ・Ｉq は磁石によ
る発生トルクを表している。
る発生トルクを表している。
【００４４】図９は本発明の回転電機に用いられるロー
タの他の実施例構成図を示しており、ロータ１２の機械
的構成は図１や図８図示のロータ１と同じである。
タの他の実施例構成図を示しており、ロータ１２の機械
的構成は図１や図８図示のロータ１と同じである。
【００４５】その着磁は図９に示されている様に、磁極
を構成している複数の直方体永久磁石５は、全て同じ方
向で同じ大きさに着磁され、この様な構成のロータ１２
もリタクタンスモータに用いられる。
を構成している複数の直方体永久磁石５は、全て同じ方
向で同じ大きさに着磁され、この様な構成のロータ１２
もリタクタンスモータに用いられる。
【００４６】つまり、（α＋β）＝３６０°／Ｍ（Ｍは
偶数で磁極数）の構成で、β＞０のとき、当該βの部分
にステータのティースが重なった時点で上記リラクタン
ストルクを発生させることができる。
偶数で磁極数）の構成で、β＞０のとき、当該βの部分
にステータのティースが重なった時点で上記リラクタン
ストルクを発生させることができる。
【００４７】図１０は本発明の回転電機に用いられるロ
ータの他の実施例構成図を示している。
ータの他の実施例構成図を示している。
【００４８】図１０のロータ構成は、図９のロータ構成
において、α＝０とした場合である。
において、α＝０とした場合である。
【００４９】同図において、ロータ１３は、表面磁石型
ロータと呼ばれる構造をしており、ロータ積層コア３の
周表面の全面にわたって２２×８個の直方体永久磁石５
が並列配置され、非磁性の円筒形状の固定部材１４で、
圧入などの固定手法を用いてロータ積層コア３に取り付
けられている。
ロータと呼ばれる構造をしており、ロータ積層コア３の
周表面の全面にわたって２２×８個の直方体永久磁石５
が並列配置され、非磁性の円筒形状の固定部材１４で、
圧入などの固定手法を用いてロータ積層コア３に取り付
けられている。
【００５０】ロータ積層コア３の周表面に並列配置され
る２２×８個の直方体永久磁石５を環状、すなわち円筒
状に並列配列させるために、図３で説明した如く、隣り
合う直方体永久磁石５の間に、回転軸２の中心より外周
側に楔形をした非導電材のスペース材（図１０では図示
省略）が、回転軸２方向に沿ってそれぞれ設けられ、各
直方体永久磁石５の位置決めを行っている。
る２２×８個の直方体永久磁石５を環状、すなわち円筒
状に並列配列させるために、図３で説明した如く、隣り
合う直方体永久磁石５の間に、回転軸２の中心より外周
側に楔形をした非導電材のスペース材（図１０では図示
省略）が、回転軸２方向に沿ってそれぞれ設けられ、各
直方体永久磁石５の位置決めを行っている。
【００５１】図１０に一例として示されたロータ１３
は、８極構成の各磁極は２２個の直方体永久磁石５で構
成されており、ロータ積層コア３の周表面に環状に並列
配列された２２個の直方体永久磁石５で構成された各磁
極の直方体永久磁石５は、中央部分の１７個の直方体永
久磁石５は同じ大きさで同じ方向に着磁される共に、両
端に近い各２個の直方体永久磁石５は両端に近づくにつ
れ次第に小さく着磁され、磁極と磁極との境の各直方体
永久磁石５−１は、その隣り合う直方体永久磁石５の着
磁方向と直角方向に着磁される。
は、８極構成の各磁極は２２個の直方体永久磁石５で構
成されており、ロータ積層コア３の周表面に環状に並列
配列された２２個の直方体永久磁石５で構成された各磁
極の直方体永久磁石５は、中央部分の１７個の直方体永
久磁石５は同じ大きさで同じ方向に着磁される共に、両
端に近い各２個の直方体永久磁石５は両端に近づくにつ
れ次第に小さく着磁され、磁極と磁極との境の各直方体
永久磁石５−１は、その隣り合う直方体永久磁石５の着
磁方向と直角方向に着磁される。
【００５２】つまり、各磁極を構成する両端の直方体永
久磁石５を逐次に固有保持力が大きく残留磁束密度が低
い磁石構成とし、磁極と磁極との境になる直方体永久磁
石５−１は隣り合う直方体永久磁石５の着磁方向と直角
方向に着磁する。
久磁石５を逐次に固有保持力が大きく残留磁束密度が低
い磁石構成とし、磁極と磁極との境になる直方体永久磁
石５−１は隣り合う直方体永久磁石５の着磁方向と直角
方向に着磁する。
【００５３】このように着磁された直方体永久磁石５を
有するロータ１３は、磁極と磁極との境になる直方体永
久磁石５−１に隣り合う直方体永久磁石５を逐次に固有
保持力が大きく残留磁束密度が低い磁石構成としている
ので、その発生磁束は正弦波に近い磁束分布となり、ま
たモータにおいて、電機子反作用による磁気的中心、す
なわち軸がズレた方のロータ１３の直方体永久磁石５の
端の反作用による磁束に対して、磁石の部分的な減磁を
防止することができる。
有するロータ１３は、磁極と磁極との境になる直方体永
久磁石５−１に隣り合う直方体永久磁石５を逐次に固有
保持力が大きく残留磁束密度が低い磁石構成としている
ので、その発生磁束は正弦波に近い磁束分布となり、ま
たモータにおいて、電機子反作用による磁気的中心、す
なわち軸がズレた方のロータ１３の直方体永久磁石５の
端の反作用による磁束に対して、磁石の部分的な減磁を
防止することができる。
【００５４】図１０に示されたロータ１３はロータ積層
コア３の周表面の全面にわたって直方体永久磁石５が並
列配置されており、磁極と磁極との境に直方体永久磁石
５が配置されていない図８のロータ１１とでは、ステー
タに流れる駆動電流の大小によって発生するトルクが異
なる。
コア３の周表面の全面にわたって直方体永久磁石５が並
列配置されており、磁極と磁極との境に直方体永久磁石
５が配置されていない図８のロータ１１とでは、ステー
タに流れる駆動電流の大小によって発生するトルクが異
なる。
【００５５】図１１は図８のロータ１１と図１０のロー
タ１３とのトルク特性曲線図を示しており、（１）は図
８のロータ１１のトルク特性曲線、（２）は図１０のロ
ータ１３のトルク特性曲線を表している。
タ１３とのトルク特性曲線図を示しており、（１）は図
８のロータ１１のトルク特性曲線、（２）は図１０のロ
ータ１３のトルク特性曲線を表している。
【００５６】図１１から分かる様に、ステータの巻線に
流れる駆動電流が小さいときには、図１０に示されたロ
ータ１３は発生トルクが図８に示されたロータ１１より
大きいが、ステータの巻線に流れる駆動電流が大きくな
ると、上記説明のリラクタンストルク（Ｌq −Ｌd ）Ｉ
d ・Ｉq は図８のロータ１１の方が図１０のロータ１３
より大きくなり、大電流が流れるときにはトータルトル
クは、図８のロータ１１の方が図１０に示されたロータ
１３より大きなトルクが発生する。
流れる駆動電流が小さいときには、図１０に示されたロ
ータ１３は発生トルクが図８に示されたロータ１１より
大きいが、ステータの巻線に流れる駆動電流が大きくな
ると、上記説明のリラクタンストルク（Ｌq −Ｌd ）Ｉ
d ・Ｉq は図８のロータ１１の方が図１０のロータ１３
より大きくなり、大電流が流れるときにはトータルトル
クは、図８のロータ１１の方が図１０に示されたロータ
１３より大きなトルクが発生する。
【００５７】図１２は磁極を構成する直方体永久磁石の
他の並列配列説明図を示しており、永久磁石用溝に並列
に弓状に配置される直方体永久磁石５の内の両端の直方
体永久磁石５の配置角度を同図図示の如く他の直方体永
久磁石５の角度より大きく変化させることにより、発生
するトルクの脈動が小さくなり、その結果、磁気音が抑
制され、車両用モータとして静かなモータとなる効果を
有する。
他の並列配列説明図を示しており、永久磁石用溝に並列
に弓状に配置される直方体永久磁石５の内の両端の直方
体永久磁石５の配置角度を同図図示の如く他の直方体永
久磁石５の角度より大きく変化させることにより、発生
するトルクの脈動が小さくなり、その結果、磁気音が抑
制され、車両用モータとして静かなモータとなる効果を
有する。
【００５８】図１３は磁極を構成する直方体永久磁石の
他の並列配列説明図を示しており、永久磁石用溝に並列
に弓状に配置される直方体永久磁石５の内の両端の直方
体永久磁石５−２を回転軸２の方向に長さを大きく、す
なわち深く長くすることによっても、漏れ磁束が抑えら
れ、発生するトルクの脈動が小さくなり、その結果、磁
気音が抑制され、車両用モータとして静かなモータとな
る効果を有する。
他の並列配列説明図を示しており、永久磁石用溝に並列
に弓状に配置される直方体永久磁石５の内の両端の直方
体永久磁石５−２を回転軸２の方向に長さを大きく、す
なわち深く長くすることによっても、漏れ磁束が抑えら
れ、発生するトルクの脈動が小さくなり、その結果、磁
気音が抑制され、車両用モータとして静かなモータとな
る効果を有する。
【００５９】なお、図８図示のロータ１１、図９図示の
ロータ１２、図１０図示のロータ１３についても、図１
図示のロータ１と同様に、図６の小型永久磁石７を積層
して直方体永久磁石５を構成してもよいことは言うまで
もない。
ロータ１２、図１０図示のロータ１３についても、図１
図示のロータ１と同様に、図６の小型永久磁石７を積層
して直方体永久磁石５を構成してもよいことは言うまで
もない。
【００６０】図１４は本発明の一実施例ステータ要部構
造説明図、図１５は図１４の一部分の分解構造図を示し
ている。
造説明図、図１５は図１４の一部分の分解構造図を示し
ている。
【００６１】図１４，図１５において、ステータ２１
は、積層されたステータリング２２とステータティース
２３を形成する積層された複数個のティースコア２４と
当該ティースコア２４にそれぞれ巻回される複数個の平
角導線のステータコイル２５とを備えて構成される。
は、積層されたステータリング２２とステータティース
２３を形成する積層された複数個のティースコア２４と
当該ティースコア２４にそれぞれ巻回される複数個の平
角導線のステータコイル２５とを備えて構成される。
【００６２】ステータリング２２にはティースコア２４
に対応した数のくさび溝２６が等間隔に設けられてい
る。ティースコア２４の一端には当該くさび溝２６と嵌
合するくさび２７が形成されており、ティースコア２４
の他端には上記ステータティース２３が形成されてい
る。
に対応した数のくさび溝２６が等間隔に設けられてい
る。ティースコア２４の一端には当該くさび溝２６と嵌
合するくさび２７が形成されており、ティースコア２４
の他端には上記ステータティース２３が形成されてい
る。
【００６３】後の図１６で説明する個別に巻回成形され
た台形整列縦巻コイルと呼ばれるステータコイル２５を
ティースコア２４に挿入し、そのティースコア２４のく
さび２７をステータリング２２のくさび溝２６に圧入す
ることにより、ステータコイル２５を巻装したティース
コア２４がステータリング２２に取り付けられる。その
後、各ステータコイル２５の端子を所定の接続法に従っ
て接続することにより、ステータ２１が完成する。
た台形整列縦巻コイルと呼ばれるステータコイル２５を
ティースコア２４に挿入し、そのティースコア２４のく
さび２７をステータリング２２のくさび溝２６に圧入す
ることにより、ステータコイル２５を巻装したティース
コア２４がステータリング２２に取り付けられる。その
後、各ステータコイル２５の端子を所定の接続法に従っ
て接続することにより、ステータ２１が完成する。
【００６４】図１６はステータコイルの一実施例巻線正
面図、図１７は図１６の平面図、図１８は図１６の右側
面図を表している。
面図、図１７は図１６の平面図、図１８は図１６の右側
面図を表している。
【００６５】図１６ないし図１８において、上記台形整
列縦巻コイルと呼ばれるステータコイル２５は、ティー
スコア２４に装着されたとき、ティースコア２４の先端
からその基部方向、すなわちくさび２７に向かうにつ
れ、積層された各コイルの厚さが薄く形成されると共に
そのコイル幅が広く形成され、積層された各層のコイル
の断面積が一定の形状に形成されている。
列縦巻コイルと呼ばれるステータコイル２５は、ティー
スコア２４に装着されたとき、ティースコア２４の先端
からその基部方向、すなわちくさび２７に向かうにつ
れ、積層された各コイルの厚さが薄く形成されると共に
そのコイル幅が広く形成され、積層された各層のコイル
の断面積が一定の形状に形成されている。
【００６６】今、ステータコイル２５のバー材（平角導
線）の積層数を、例えば４層とし、ティースコア２４の
先端からその基部方向に順に積層される各層のコイル幅
をＷ 0 ，Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 、そしてコイルの厚さを
Ｔ0 ，Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 としたとき、Ｗ0 ＜Ｗ1
＜Ｗ2 ＜Ｗ3 に形成されると共にＴ0 ＞Ｔ1 ＞Ｔ2 ＞Ｔ
3に形成され、かつ各層のステータコイル２５の断面積
は等しく、Ｗ0 ×Ｔ0 ＝Ｗ 1 ×Ｔ1 ＝Ｗ2 ×Ｔ2 ＝Ｗ3
×Ｔ3 に形成され、各層のステータコイル２５に流れる
電流密度を一定にするステータ巻線としている。
線）の積層数を、例えば４層とし、ティースコア２４の
先端からその基部方向に順に積層される各層のコイル幅
をＷ 0 ，Ｗ1 ，Ｗ2 ，Ｗ3 、そしてコイルの厚さを
Ｔ0 ，Ｔ1 ，Ｔ2 ，Ｔ3 ，Ｔ4 としたとき、Ｗ0 ＜Ｗ1
＜Ｗ2 ＜Ｗ3 に形成されると共にＴ0 ＞Ｔ1 ＞Ｔ2 ＞Ｔ
3に形成され、かつ各層のステータコイル２５の断面積
は等しく、Ｗ0 ×Ｔ0 ＝Ｗ 1 ×Ｔ1 ＝Ｗ2 ×Ｔ2 ＝Ｗ3
×Ｔ3 に形成され、各層のステータコイル２５に流れる
電流密度を一定にするステータ巻線としている。
【００６７】つまり、当該ステータコイル２５がティー
スコア２４を介してステータリング２２に装着されたと
き、ティースコア２４の先端からその基部方向に積層さ
れた台形のステータコイル２５は、その台形形状のため
占積率の向上と共に効率が向上し、またステータコイル
２５とステータリング２２との接触面積が大となり、こ
れにより当該ステータコイル２５に発生する熱のステー
タリング２２への熱伝導が改善され、放熱性が良好とな
る。
スコア２４を介してステータリング２２に装着されたと
き、ティースコア２４の先端からその基部方向に積層さ
れた台形のステータコイル２５は、その台形形状のため
占積率の向上と共に効率が向上し、またステータコイル
２５とステータリング２２との接触面積が大となり、こ
れにより当該ステータコイル２５に発生する熱のステー
タリング２２への熱伝導が改善され、放熱性が良好とな
る。
【００６８】図１９は本発明に用いられるステータコイ
ルの成形前の線材形状説明図、図２０ないし図２２は本
発明に用いられるステータコイルの線材成形方法を説明
している線材成形説明図をそれぞれ示している。
ルの成形前の線材形状説明図、図２０ないし図２２は本
発明に用いられるステータコイルの線材成形方法を説明
している線材成形説明図をそれぞれ示している。
【００６９】図１９（Ａ），（Ｂ）に図示の如く、ティ
ースコア２４に巻回される予め計算された寸法長の厚さ
Ｔ0 ，幅Ｗ0 の一様な平角導線のバー材３０を準備し、
ティースコア２４の積み厚にプラスＸした長さ分Ｌを厚
さＴ0 からＴ1 に線材成形用型４１で圧縮する。この長
さ分Ｌの部分は線材成形用型４１で圧縮されるので、幅
Ｗ0 はＷ1 に広がる。
ースコア２４に巻回される予め計算された寸法長の厚さ
Ｔ0 ，幅Ｗ0 の一様な平角導線のバー材３０を準備し、
ティースコア２４の積み厚にプラスＸした長さ分Ｌを厚
さＴ0 からＴ1 に線材成形用型４１で圧縮する。この長
さ分Ｌの部分は線材成形用型４１で圧縮されるので、幅
Ｗ0 はＷ1 に広がる。
【００７０】これをティースコア２４の幅にプラスＹし
た長さ分Ｓの所定距離あけて同様な処理をすることによ
り、図２０（Ａ），（Ｂ）に図示の如く、厚さＴ1 、幅
Ｗ1のバー材３１となる。
た長さ分Ｓの所定距離あけて同様な処理をすることによ
り、図２０（Ａ），（Ｂ）に図示の如く、厚さＴ1 、幅
Ｗ1のバー材３１となる。
【００７１】次に上記のように加工されたバー材３１に
対し、図２０（Ａ）の場合と同様に、厚さＴ1 に圧縮さ
れた長さ分Ｌの位置の２個所で、更に厚さＴ1 からＴ2
に線材成形用型４１で圧縮する。この長さ分Ｌの部分は
線材成形用型４１で圧縮されるので、幅Ｗ1 はＷ2 に広
がる。この工程により図２１（Ａ），（Ｂ）に図示の如
く、厚さＴ2 、幅Ｗ2 のバー材３２となる。
対し、図２０（Ａ）の場合と同様に、厚さＴ1 に圧縮さ
れた長さ分Ｌの位置の２個所で、更に厚さＴ1 からＴ2
に線材成形用型４１で圧縮する。この長さ分Ｌの部分は
線材成形用型４１で圧縮されるので、幅Ｗ1 はＷ2 に広
がる。この工程により図２１（Ａ），（Ｂ）に図示の如
く、厚さＴ2 、幅Ｗ2 のバー材３２となる。
【００７２】以下同様にして、この工程を繰り返すこと
により、図２２（Ａ），（Ｂ）に図示の如く、ステータ
コイル２５の線材の厚さＴ3 、幅Ｗ3 のバー材３３が造
られる。
により、図２２（Ａ），（Ｂ）に図示の如く、ステータ
コイル２５の線材の厚さＴ3 、幅Ｗ3 のバー材３３が造
られる。
【００７３】このバー材３３を底面が略ティースコア２
４の横断面形状をした台形の巻枠を用いて巻回成形する
ことにより、図１６ないし図１８に示された台形整列縦
巻コイルと呼ばれる個別のステータコイル２５がつくら
れる。
４の横断面形状をした台形の巻枠を用いて巻回成形する
ことにより、図１６ないし図１８に示された台形整列縦
巻コイルと呼ばれる個別のステータコイル２５がつくら
れる。
【００７４】
【発明の効果】以上説明した如く、本発明によれば、請
求項１ないし請求項５では、直方体の小さな永久磁石を
複数個用いて磁極を構成し、その着磁の仕方で磁束分布
を改善すると共に漏洩磁束を減少させ、シンプルな構造
で多様な特性を発揮するロータができる。
求項１ないし請求項５では、直方体の小さな永久磁石を
複数個用いて磁極を構成し、その着磁の仕方で磁束分布
を改善すると共に漏洩磁束を減少させ、シンプルな構造
で多様な特性を発揮するロータができる。
【００７５】請求項６と請求項７では、簡単な構造で平
角導線を良好な占積率でステータに巻装することが容易
にでき、そのステータコアもステータリングにティース
コアを嵌合し固着する構造にしたので、個別にステータ
コイルを巻回成形することができ、これらの組み立ても
短時間で組み付けることができる。
角導線を良好な占積率でステータに巻装することが容易
にでき、そのステータコアもステータリングにティース
コアを嵌合し固着する構造にしたので、個別にステータ
コイルを巻回成形することができ、これらの組み立ても
短時間で組み付けることができる。
【図１】本発明の回転電機に用いられるロータの一実施
例構成図である。
例構成図である。
【図２】磁極を構成する直方体永久磁石の一実施例構成
説明図である。
説明図である。
【図３】弓状に直方体永久磁石を並列配列するスペース
材の一実施例配置説明図である。
材の一実施例配置説明図である。
【図４】磁極が一つの永久磁石のときと本発明の複数個
の直方体永久磁石を並列配列時との磁束分布比較図であ
る。
の直方体永久磁石を並列配列時との磁束分布比較図であ
る。
【図５】弓状形成並列配列された直方体永久磁石の着磁
説明図である。
説明図である。
【図６】小型永久磁石による直方体永久磁石の一実施例
構成説明図である。
構成説明図である。
【図７】小型永久磁石による直方体永久磁石の着磁説明
図である。
図である。
【図８】本発明の回転電機に用いられるロータの他の実
施例構成図である。
施例構成図である。
【図９】本発明の回転電機に用いられるロータの他の実
施例構成図である。
施例構成図である。
【図１０】本発明の回転電機に用いられるロータの他の
実施例構成図である。
実施例構成図である。
【図１１】図８のロータ１１と図１０のロータ１３との
トルク特性曲線図である。
トルク特性曲線図である。
【図１２】磁極を構成する直方体永久磁石の他の並列配
列説明図である。
列説明図である。
【図１３】磁極を構成する直方体永久磁石の他の並列配
列説明図である。
列説明図である。
【図１４】本発明の一実施例ステータ要部構造説明図で
ある。
ある。
【図１５】図１４の一部分の分解構造図である。
【図１６】ステータコイルの一実施例巻線正面図であ
る。
る。
【図１７】図１６の平面図である。
【図１８】図１６の右側面図である。
【図１９】本発明に用いられるステータコイルの成形前
の線材形状説明図である。
の線材形状説明図である。
【図２０】本発明に用いられるステータコイルの線材成
形方法を説明している線材成形説明図である。
形方法を説明している線材成形説明図である。
【図２１】本発明に用いられるステータコイルの線材成
形方法を説明している線材成形説明図である。
形方法を説明している線材成形説明図である。
【図２２】本発明に用いられるステータコイルの線材成
形方法を説明している線材成形説明図である。
形方法を説明している線材成形説明図である。
【図２３】従来の磁石埋込み型リタクタンスモータのロ
ータ構造説明図である。
ータ構造説明図である。
【符号の説明】
１ ロータ
２ 回転軸
３ ロータ積層コア
４ 永久磁石用溝
５ 直方体永久磁石
６ スペース材
７ 小型永久磁石
２１ ステータ
２２ ステータリング
２３ ステータティース
２５ ステータコイル
２６ くさび溝
２７ くさび
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｋ 19/10 Ｈ０２Ｋ 19/10 Ａ
21/14 21/14 Ｍ
Ｆターム(参考） 5H002 AA07 AA09 AB01 AC06
5H603 AA01 AA03 AA09 BB01 BB02
BB12 CA01 CA05 CB02 CC03
CC11 CC17 CD01 CD04 CD21
5H619 AA01 AA05 BB01 BB02 BB06
BB15 BB24 PP01 PP02 PP04
PP08 PP14
5H621 GA01 GA04 GA12 GA16 GB10
HH01 JK02 JK05
5H622 AA03 CA02 CA05 CA07 CA10
CA14 CB04 CB05 PP05 PP10
QB02
Claims (7)
- 【請求項１】 回転軸、回転軸に取り付けられたロータ
コア及びロータコアに固着された永久磁石を備えた構造
のロータを有する回転電機において、 周方向に所定の間隔を有し、かつ回転軸方向に沿って複
数の永久磁石用溝が設けられたロータ積層コアと、 上記永久磁石用溝に並列配置され磁極を構成する複数の
直方体永久磁石と、 上記永久磁石用溝に並列配置される複数の直方体永久磁
石を弓状に並列配列させるための、隣り合う直方体永久
磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決めをする非
導電材のスペース材とを備えると共に、 永久磁石用溝に弓状に並列配列された直方体永久磁石
は、同一方向に着磁されると共にその両端から中央部に
向かうにつれ強く着磁されてなり、 永久磁石用溝に配置された複数の直方体永久磁石によっ
て構成される磁極の、ロータの表面での磁束分布を正弦
波状にならしめたロータを有することを特徴とする回転
電機。 - 【請求項２】 回転軸、回転軸に取り付けられたロータ
コア及びロータコアに固着された永久磁石を備えた構造
のロータを有する回転電機において、 周方向に所定の間隔を有し、かつ回転軸方向に沿って複
数の永久磁石用溝が設けられたロータ積層コアと、 上記永久磁石用溝に並列配置され磁極を構成する複数の
直方体永久磁石と、 上記永久磁石用溝に並列配置される複数の直方体永久磁
石を弓状に並列配列させるための、隣り合う直方体永久
磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決めをする非
導電材のスペース材とを備えると共に、 永久磁石用溝に弓状に並列配列され磁極を構成する直方
体永久磁石の内、その両端の直方体永久磁石の着磁方向
が、隣り合う同一方向に着磁された直方体永久磁石の着
磁方向と直角方向に着磁されてなり、 永久磁石用溝に配置された複数の直方体永久磁石によっ
て構成される磁極からの磁束のｄ軸漏れを減少ならしめ
たロータを有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項３】 回転軸、回転軸に取り付けられたロータ
コア及びロータコアに固着された永久磁石を備えた構造
のロータを有する回転電機において、 周方向に所定の間隔を有し、かつ回転軸方向に沿って複
数の永久磁石用溝が設けられたロータ積層コアと、 上記永久磁石用溝に並列配置され磁極を構成する複数の
直方体永久磁石と、 上記永久磁石用溝に並列配置される複数の直方体永久磁
石を弓状に並列配列させるための、隣り合う直方体永久
磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決めをする非
導電材のスペース材とを備えると共に、 永久磁石用溝に弓状に並列配列された全ての直方体永久
磁石は、同じ方向に着磁されてなり、 複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の隣り合
う永久磁石用溝の間が空いていることにより、リラクタ
ンストルクを発生させるロータを有することを特徴とす
る回転電機。 - 【請求項４】 回転軸、回転軸に取り付けられたロータ
コア及びロータコアに固着された永久磁石を備えた構造
のロータを有する回転電機において、 周表面の全面に複数の直方体永久磁石が並列配置された
ロータ積層コアと、 周表面の全面に並列配置された直方体永久磁石を固定す
る直方体永久磁石固定部材と、 ロータ積層コアの周表面に並列配置された直方体永久磁
石を環状に並列配列させるための、隣り合う直方体永久
磁石の間に配置され直方体永久磁石の位置決めをする非
導電材のスペース材とを備えると共に、 ロータ積層コアの周表面に環状に並列配列された磁極を
構成する複数の直方体永久磁石が、中央部分の直方体永
久磁石は同じ方向に着磁されると共に、両端に近づくに
つれ中央部分の直方体永久磁石の着磁方向で次第に小さ
く着磁され、磁極と磁極との境となる直方体永久磁石は
その隣り合う直方体永久磁石の着磁方向と直角方向に着
磁されてなり、 上記複数の直方体永久磁石によって構成される磁極の、
ロータの表面での磁束分布を正弦波状にならしめたロー
タを有することを特徴とする回転電機。 - 【請求項５】 上記直方体永久磁石は、回転軸方向及び
その半径方向にそれぞれ積層された複数個の小型永久磁
石で構成されていることを特徴とする請求項１ないし４
のいづれかに記載の回転電機。 - 【請求項６】 ステータリング、ステータリングに取り
付けられるティースコア及び当該ティースコアに巻回さ
れるステータコイルとを備えた構造のステータを有する
回転電機において、 上記ステータコイルは、 ティースコアの先端からその基部方向に向かうにつれ、
積層された各コイルの厚さが薄く形成されると共にその
コイル幅が広く形成されてなり、 かつ、積層された各層のコイルの断面積が一定に形成さ
れてなることを特徴とする回転電機。 - 【請求項７】 上記ステータリングはその内周面に等間
隔で嵌合溝が複数設けられ、上記ティースコアはその一
方にステータティースが形成されると共に、その他方に
ステータリングの内周面に設けられた嵌合溝に係合され
る嵌合部が形成されてなり、ティースコアの嵌合部がス
テータリングの嵌合溝に嵌合されてステータコアが構成
されることを特徴とする請求項６に記載の回転電機。
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