JPS6248243A - 永久磁石式電動機 - Google Patents
永久磁石式電動機Info
- Publication number
- JPS6248243A JPS6248243A JP60186093A JP18609385A JPS6248243A JP S6248243 A JPS6248243 A JP S6248243A JP 60186093 A JP60186093 A JP 60186093A JP 18609385 A JP18609385 A JP 18609385A JP S6248243 A JPS6248243 A JP S6248243A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- magnetic
- magnets
- permanent magnet
- motor
- magnet
- Prior art date
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- Pending
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
この発明は磁極に永久磁石を使用した電動機に関し、特
にその磁極構造に関するものである。
にその磁極構造に関するものである。
従来技術
従来の永久磁石式電動機につき、第５図に示す４極同期
電動機を例に挙げて説明する。第５図の電動機では、ロ
ータ軸１の外周に四分円からなる４個の永久磁石２が周
方向に配設されて、回転子が構成されている。磁路とな
る積層けい素鋼板製の電機子鉄心４にはスロット３が刻
設され、このスロット３に電動機巻ａ（図示せず）が収
容されている。そして電機子鉄心４に形成した内部通孔
中に、永久磁石２を備えた前記回転子が所定のギャップ
をもって回転自在に収納されている。このように構成し
た従来の電動機では、その回転子表面における磁束密度
分布は、第３図に実線１０で示すように、矩形波状にな
っている。
電動機を例に挙げて説明する。第５図の電動機では、ロ
ータ軸１の外周に四分円からなる４個の永久磁石２が周
方向に配設されて、回転子が構成されている。磁路とな
る積層けい素鋼板製の電機子鉄心４にはスロット３が刻
設され、このスロット３に電動機巻ａ（図示せず）が収
容されている。そして電機子鉄心４に形成した内部通孔
中に、永久磁石２を備えた前記回転子が所定のギャップ
をもって回転自在に収納されている。このように構成し
た従来の電動機では、その回転子表面における磁束密度
分布は、第３図に実線１０で示すように、矩形波状にな
っている。
発明が解決しようとする問題点
フェライト磁石の如く一般に磁束密度の低い永久磁石を
使用した電動機において、その永久磁石２の磁気的動作
点が、第４図に示す特性ライン１３上のＡ点にあるとし
、この動作点をＢ点にまで移動させて磁束密度を上げ、
当該電動機の効率を向上させる場合を考える。
使用した電動機において、その永久磁石２の磁気的動作
点が、第４図に示す特性ライン１３上のＡ点にあるとし
、この動作点をＢ点にまで移動させて磁束密度を上げ、
当該電動機の効率を向上させる場合を考える。
一般に磁気回路の近似式として、次式（１）が使用され
る。
る。
Ｂ＝Ｑｍ ・・・・（１）
ｆｌｇ
ここにＢおよびＨは、動作点における永久磁石の磁束密
度および磁界の大きさである。またＱｍは永久磁石の厚
みで、２ｇは磁路中のギャップ長である。
度および磁界の大きさである。またＱｍは永久磁石の厚
みで、２ｇは磁路中のギャップ長である。
そこで第４図の動作点を、Ａ点から８点に移動させる場
合、第４図において磁界Ｈの大きさは略１／２にしなけ
ればならない。従って前記の第（１）式によれば、Ｂ／
Ｈを約２倍にするためには、使用する永久磁石の厚みＱ
ｍを約２倍にする必要がある。しかし永久磁石の厚みを
大きくすることは、必然的に電動機が大型化することを
意味し、コスト的にも不利となる。また図示の如く回転
子側に永久磁石を用いた電動機にあっては、その永久磁
石の厚みを大きくすると、回転子の直径が大きくなって
周速が速くなるため、構造的に堅固なものを作らなけれ
ばならない不利も指摘される発明の目的 本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであって、電動機に使用する磁極の磁束密度を増大さ
せて電動機の効率を向上させ、しかも構造的・ニス１〜
的に無理のない小型で高性能な永久磁石式電動機を提供
することを目的とする。
合、第４図において磁界Ｈの大きさは略１／２にしなけ
ればならない。従って前記の第（１）式によれば、Ｂ／
Ｈを約２倍にするためには、使用する永久磁石の厚みＱ
ｍを約２倍にする必要がある。しかし永久磁石の厚みを
大きくすることは、必然的に電動機が大型化することを
意味し、コスト的にも不利となる。また図示の如く回転
子側に永久磁石を用いた電動機にあっては、その永久磁
石の厚みを大きくすると、回転子の直径が大きくなって
周速が速くなるため、構造的に堅固なものを作らなけれ
ばならない不利も指摘される発明の目的 本発明は上述した従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであって、電動機に使用する磁極の磁束密度を増大さ
せて電動機の効率を向上させ、しかも構造的・ニス１〜
的に無理のない小型で高性能な永久磁石式電動機を提供
することを目的とする。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するため、本発明に係る永久磁石式電動
機では、磁気的特性の異なる少なくとも２種の永久磁石
を組合わせて磁極を構成することを特、徴とする。
機では、磁気的特性の異なる少なくとも２種の永久磁石
を組合わせて磁極を構成することを特、徴とする。
作用
上記の如く構成したことにより、永久磁石の厚みを大き
く設定することなくして、磁束密度の大きな磁極が形成
され、しかも電動機を大型化することなく効率を向上さ
せることが可能となる。
く設定することなくして、磁束密度の大きな磁極が形成
され、しかも電動機を大型化することなく効率を向上さ
せることが可能となる。
実施例
次に本発明に係る永久磁石式電動機につき、好適な実施
例を挙げて、添付図面を参゛照しながら以下説明する。
例を挙げて、添付図面を参゛照しながら以下説明する。
第１図は本発明の一実施例に係る４極間期電動機の断面
図を示すものであって、ロータ軸１の外周に、フェライ
ト磁石を材質とし、かつ厚みの比較的大きい四分円形状
の永久磁石２が、周方向に４個等配分で配設されている
。そして各永久磁石２の外側には、磁気特性の良好な希
土類磁石を材質とする薄手の永久磁石５が夫々対応的に
配設固定され、このように半径方向に２種類の異る磁気
的特性を有する永久磁石２，５を重ね合わせることによ
って、独立した１個の回転子が構成されている。なお参
照符号３および４は、夫々スロットおよび電機子鉄心を
示し、これは第５図に関連して説明したスロットや電機
子鉄心と同じものである。
図を示すものであって、ロータ軸１の外周に、フェライ
ト磁石を材質とし、かつ厚みの比較的大きい四分円形状
の永久磁石２が、周方向に４個等配分で配設されている
。そして各永久磁石２の外側には、磁気特性の良好な希
土類磁石を材質とする薄手の永久磁石５が夫々対応的に
配設固定され、このように半径方向に２種類の異る磁気
的特性を有する永久磁石２，５を重ね合わせることによ
って、独立した１個の回転子が構成されている。なお参
照符号３および４は、夫々スロットおよび電機子鉄心を
示し、これは第５図に関連して説明したスロットや電機
子鉄心と同じものである。
一般に希土類磁石の磁気特性は、第４図の特性ライン１
４に示すように、磁束密度の低いフェライト磁石の磁気
特性より良好であるが、その重量単価はフェライト磁石
の約３０倍も高価であって、その広汎な普及には価格上
の制約がある。しかし本実施例では、この高価な希土類
磁石を、前記回転子の磁極における薄手の外殻部にのみ
、永久磁石５として使用するため、コスト的にはそれ程
上昇しない。
４に示すように、磁束密度の低いフェライト磁石の磁気
特性より良好であるが、その重量単価はフェライト磁石
の約３０倍も高価であって、その広汎な普及には価格上
の制約がある。しかし本実施例では、この高価な希土類
磁石を、前記回転子の磁極における薄手の外殻部にのみ
、永久磁石５として使用するため、コスト的にはそれ程
上昇しない。
このように、回転子の外殻部に希土類磁石５を設け、こ
れを内殻部をなすフェライト磁石２に対して磁気回路的
に直列に配置したため、回転子表面の磁束密度分布は、
第３図の破線１１に示すようになる。すなわち第５図に
示す如く、回転子としてフェライト磁石２を用いた従来
の電動機における磁束密度（第３図に実線１０で示す）
より、本実施例に係る永久磁石式電動機では高い磁束密
度が得られるものである。
れを内殻部をなすフェライト磁石２に対して磁気回路的
に直列に配置したため、回転子表面の磁束密度分布は、
第３図の破線１１に示すようになる。すなわち第５図に
示す如く、回転子としてフェライト磁石２を用いた従来
の電動機における磁束密度（第３図に実線１０で示す）
より、本実施例に係る永久磁石式電動機では高い磁束密
度が得られるものである。
このときのフェライト磁石２および希土類磁石５の動作
点は、夫々第４図に示す０点およびＤ点となり、従って
回転子の直径を大きくすることなく（つまり永久磁石２
の厚みが増大することなく）、磁束密度を高くして、電
動機の効率を向上させることができる。なお回転子が回
転し、電動子反乍用により永久磁石側に減磁力が作用し
た場合、フェライト磁石２および希土類磁石５の動作点
は、夫々第４図のＥ点およびＦ点に移動する。しかしこ
の減磁力の大部分は、永久磁石の大部分を占めるフェラ
イト磁石２に作用するため、フェライト磁石２と希土類
磁石５とで構成される磁極全体の耐減磁特性は良好とな
る。
点は、夫々第４図に示す０点およびＤ点となり、従って
回転子の直径を大きくすることなく（つまり永久磁石２
の厚みが増大することなく）、磁束密度を高くして、電
動機の効率を向上させることができる。なお回転子が回
転し、電動子反乍用により永久磁石側に減磁力が作用し
た場合、フェライト磁石２および希土類磁石５の動作点
は、夫々第４図のＥ点およびＦ点に移動する。しかしこ
の減磁力の大部分は、永久磁石の大部分を占めるフェラ
イト磁石２に作用するため、フェライト磁石２と希土類
磁石５とで構成される磁極全体の耐減磁特性は良好とな
る。
第２図は、本発明の別の実施例に係る４極間期電動機の
断面図である。第１図に示した実施例では、フェライト
磁石２の外周面を全面的に希土類磁石５で覆ったが、本
実施例では、四分円形状のセグメントからなる各フェラ
イト磁石２（合計４個が周方向に配列されて、リング状
磁石をなす）の中央上部を扇状に切除し、得られた凹所
中に扇状に形成した希土類磁石５を組み込んである。
、このように構成することにより、回転子表面の磁束
密度分布は、第３図の実線１２に示すように、正弦波形
に近似される。このように磁束密度分布が正弦波形に近
づくと、磁束密度分布が矩形状波形１０の場合に比較し
て、電機子巻線を短節巻にしなくても電動機トルクの脈
動分が減少し、また電動機の組立コストを低廉になし得
るものである。
断面図である。第１図に示した実施例では、フェライト
磁石２の外周面を全面的に希土類磁石５で覆ったが、本
実施例では、四分円形状のセグメントからなる各フェラ
イト磁石２（合計４個が周方向に配列されて、リング状
磁石をなす）の中央上部を扇状に切除し、得られた凹所
中に扇状に形成した希土類磁石５を組み込んである。
、このように構成することにより、回転子表面の磁束
密度分布は、第３図の実線１２に示すように、正弦波形
に近似される。このように磁束密度分布が正弦波形に近
づくと、磁束密度分布が矩形状波形１０の場合に比較し
て、電機子巻線を短節巻にしなくても電動機トルクの脈
動分が減少し、また電動機の組立コストを低廉になし得
るものである。
以上の如く、４極電動機を例に挙げて説明したが、本発
明はこの実施例に限定されるものではなく、直流′１重
電機、同期電ｇ！ｊＪ機、リニアモータ、フラットモー
タ等の各種の電動機に適用でき、また永久磁石を回転子
側ではなく、固定子側に使用する電動機にも本発明を適
用できることはいうまでもない。
明はこの実施例に限定されるものではなく、直流′１重
電機、同期電ｇ！ｊＪ機、リニアモータ、フラットモー
タ等の各種の電動機に適用でき、また永久磁石を回転子
側ではなく、固定子側に使用する電動機にも本発明を適
用できることはいうまでもない。
なお本発明では「電動機」と述へているが、周知のよう
に電動機と発電機とは電力と動力の変換方向が逆なだけ
で原理は同じであるため、本発明の「電動機」の概念と
しては、発電機を含むものである。
に電動機と発電機とは電力と動力の変換方向が逆なだけ
で原理は同じであるため、本発明の「電動機」の概念と
しては、発電機を含むものである。
発明の効果
本発明によれば、磁気特性の異なる少なくとも２種類の
永久磁石を組合わせて磁極を構成したものであって、安
価で小型かつ効率の改善された高性能の電動機を得るこ
とができる。
永久磁石を組合わせて磁極を構成したものであって、安
価で小型かつ効率の改善された高性能の電動機を得るこ
とができる。
第１図は本発明の一実施例に係る４極間期電動機の断面
図、第２図は本発明の他の実施例に係る４極間期電動機
の断面図、第３図は回転子表面の磁束密度分布図、第４
図はＢ−Ｈ特性図、第５図は従来の４極間期電動機の断
面図である。 １・・ロータ
図、第２図は本発明の他の実施例に係る４極間期電動機
の断面図、第３図は回転子表面の磁束密度分布図、第４
図はＢ−Ｈ特性図、第５図は従来の４極間期電動機の断
面図である。 １・・ロータ
Claims (3)
- （１）磁極に永久磁石を使用した永久磁石式電動機にお
いて、磁気的特性の異なる少なくとも２種類の永久磁石
を組合わせて１極の磁極を構成したことを特徴とする永
久磁石式電動機。 - （２）磁気的特性の異なる少なくとも２種類の永久磁石
を、磁気回路的に直列に配置して１極の磁極を構成した
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の永久磁石
式電動機。 - （３）第１の永久磁石の中央上部に磁束密度の大きい第
２の永久磁石を配置し、磁束分布を正弦波に近似させた
ことを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の永久磁石
式電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186093A JPS6248243A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 永久磁石式電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60186093A JPS6248243A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 永久磁石式電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6248243A true JPS6248243A (ja) | 1987-03-02 |
Family
ID=16182241
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60186093A Pending JPS6248243A (ja) | 1985-08-24 | 1985-08-24 | 永久磁石式電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6248243A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211032A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Tomoyuki Okumura | 複合構造磁石体のツイータ |
| JPH03106850U (ja) * | 1989-12-05 | 1991-11-05 | ||
| KR100748953B1 (ko) * | 2001-01-04 | 2007-08-13 | 주식회사 엘지이아이 | 유도 동기기 |
| WO2013073756A1 (ko) * | 2011-11-16 | 2013-05-23 | (주)코모텍 | 영구자석 매입형 전동기 |
| DE102022122195A1 (de) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | MS-Schramberg Holding GmbH | Magnetbauteil umfassend einen, insbesondere spritzgusstechnisch hergestellten, mehrkomponentigen Körper, und Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetbauteils |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5261712A (en) * | 1975-11-17 | 1977-05-21 | Hitachi Metals Ltd | Permanent magnet rotary machine |
-
1985
- 1985-08-24 JP JP60186093A patent/JPS6248243A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5261712A (en) * | 1975-11-17 | 1977-05-21 | Hitachi Metals Ltd | Permanent magnet rotary machine |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02211032A (ja) * | 1989-02-10 | 1990-08-22 | Tomoyuki Okumura | 複合構造磁石体のツイータ |
| JPH03106850U (ja) * | 1989-12-05 | 1991-11-05 | ||
| KR100748953B1 (ko) * | 2001-01-04 | 2007-08-13 | 주식회사 엘지이아이 | 유도 동기기 |
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| US9787147B2 (en) | 2011-11-16 | 2017-10-10 | Komotek Co., Ltd. | Interior permanent magnet motor |
| DE102022122195A1 (de) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | MS-Schramberg Holding GmbH | Magnetbauteil umfassend einen, insbesondere spritzgusstechnisch hergestellten, mehrkomponentigen Körper, und Verfahren zur Herstellung eines solchen Magnetbauteils |
| WO2024046670A1 (de) | 2022-09-01 | 2024-03-07 | MS-Schramberg Holding GmbH | Magnetbauteil umfassend einen, insbesondere spritzgusstechnisch hergestellten, mehrkomponentigen körper, und verfahren zur herstellung eines solchen magnetbauteils |
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