JPH0140308Y2

JPH0140308Y2 -

Info

Publication number: JPH0140308Y2
Application number: JP17077584U
Authority: JP
Priority date: 1984-11-09
Filing date: 1984-11-09
Publication date: 1989-12-01
Also published as: JPS6188475U

Description

【考案の詳細な説明】利用産業分野この考案は、自動車のスターターモーター等の
直流機の界磁用永久磁石に係り、出力特性の向上
を計つた高出力用モーターの界磁用永久磁石の改
良に関する。

背景技術近年、直流機は小形化及び高出力化が進み、
益々高性能化が計られている。この出力向上を計
るには、残留磁速密度の高い磁石が必要となる
が、逆に、出力向上を計ると、電機子反作用によ
る減磁界が増加し、保磁力の高い磁石を界磁用永
久磁石に使用する必要が生じる。

このため、従来は、直流機を構成する円筒状ヨ
ーク内周面に配置される複数の断面円弧状の界磁
用永久磁石として、電機子反作用による減磁界側
領域（電機子の脱出側）に保磁力が高く磁束密度
の低い永久磁石を用い、増磁界側領域（電機子の
突入側）には残留磁束密度が高く保磁力の低い永
久磁石を用いて、全体の数分の一の部分を保磁力
の高い永久磁石で構成した複合型界磁用永久磁石
が提案（特開昭52−61712号、特開昭57−148566
号公報）されていた。

しかし、上記提案の磁石はフエライト磁石を主
としており、高出力モーター用としては、十分で
はなかつた。

一方、出願人は、先に、Ｒ（ＲはＹを含む希土
類元素のうち少なくとも１種）８原子％〜30原子
％、B2原子％〜28原子％、Fe42原子％〜90原子
％を主成分とし、主相が正方晶からなるFe−Ｂ
−Ｒ系永久磁石を提案（特開昭59−46008号）し
た。

Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石は、磁石特性が極めて
高く、高出力モーター用の界磁用永久磁石には最
適であるが、従来の界磁用永久磁石であるフエラ
イト磁石と比較して、価格が高く、また、保磁力
（iHc）の温度変化が大きく、直流モーターの使
用時の温度上昇とともに、保磁力が低下する問題
があつた。

考案の目的この考案は、かかる現状に鑑み、直流機の高出
力化を可能にした界磁用永久磁石を提案するもの
であり、特に、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石の有する
すぐれた磁石特性を有効に活用し、高出力モータ
ーに適した界磁用永久磁石の提供を目的としてい
る。

考案の構成と効果この考案は、直流機を構成する円筒状ヨーク内
周面に配置される複数個の断面円弧状の界磁用永
久磁石において、各界磁用永久磁石の減磁界側領域を保磁力の温
度係数が正の特性を有するストロンチウムフエラ
イト磁石で構成し、かつストロンチウムフエライト磁石に隣接する
増磁界側領域を保磁力の温度係数が負の特性を有
するFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石で構成するとともに、該Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石の厚さをストロンチ
ウムフエライト磁石の厚さより小とし、断面弓形ヨークを介して前記円筒状ヨーク内周
面に配置したことを特徴とする界磁用永久磁石で
ある。

この考案において、各界磁用永久磁石の減磁界
側領域に用いる保磁力の温度係数が正の特性を有
する永久磁石には、基本組成が、SrO・6Fe₂O₃
であり、保磁力（iHc）の温度係数が約0.3％／
deg程度のいわゆるストロンチウムフエライト磁
石が適している。

また、増磁界側領域に用いる保磁力の温度係数
が負の特性を有する永久磁石には、保磁力
（iHc）の温度係数が約−0.6％／deg程度である
Ｒ（ＲはＹを含む希土類元素のうち少なくとも１
種）８原子％〜30原子％、B2原子％〜28原子％、
Fe42原子％〜90原子％を主成分とし、主相が正
方晶からなるFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石が適してい
る。

この考案の構成からなる界磁用永久磁石によ
り、価格は高いが磁石特性のすぐれたFe−Ｂ−
Ｒ系永久磁石を、比較的高温となるモーター内で
あつても最も効率よくその高性能を発揮させ得る
ため、価格を上昇させることなく、小型でかつ高
出力の直流機を作製できる。

図面に基づく考案の開示第１図は、この考案による界磁用永久磁石を有
する直流モーターの縦断説明図である。

直流モーターは、一般に、ハウジングとなる円
筒状ヨークの内周面に、例えば４〜６個の断面円
弧状の界磁用永久磁石を配列固着し、中心部には
電機子巻線を巻装する電機子鉄心と整流子とから
なる電機子が軸支される構成である。

ここでは、２個の界磁用永久磁石２を円筒状ヨ
ーク１の内周面に配置し、中心部の電機子６に対
向配置させている。

断面円弧状の界磁用永久磁石２は、約2/3部分
の負の保磁力温度係数を有するFe−Ｂ−Ｒ系永
久磁石３で構成するが、電機子６と対向面側に後
述するストロンチウムフエライト磁石の磁極面と
Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石３の磁極面とがほぼ同一
高さになるよう、断面弓形のヨーク５を円筒状ヨ
ーク１との間に介在させている。

また、界磁用永久磁石２の残り約1/3部分を高
保磁力で保磁力温度係数が正のストロンチウムフ
エライト磁石４で構成している。

これらの互いに隣接する一対の永久磁石は、
Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石３側が増磁界側領域であ
り、ストロンチウムフエライト磁石４側が減磁界
側領域となる。

以上の構成において、電機子６が第１図の矢印
の右回りに回転すると、電機子反作用によつて、
ストロンチウムフエライト磁石４に減磁界が作用
し、また、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石３に増磁界が
作用する。

さらに、これらの永久磁石３，４は電機子６の
温度上昇の影響を受けともに温度が上昇する。特
に、高出力を考慮した場合には、さらに永久磁石
の温度上昇が著しくなる。

例えば、界磁用永久磁石全体を、Fe−Ｂ−Ｒ
系永久磁石のみで構成したとすると、その残留磁
束密度Brの温度係数はストロンチウムフエライ
ト磁石より小さく、温度上昇に伴なう残留磁束密
度の低下を考慮しても、ストロンチウムフエライ
ト磁石等を他磁石よりも十分に特性が高い。

また、中温時では保磁力もストロンチウムフエ
ライト磁石より大きく前記電機子反作用による減
磁界が作用しても十分に耐え得る磁気特性を有し
ている。

しかし、温度が上昇し、例えば140゜C程度にな
ると、保磁力は5000Oe程度の高保磁力ストロン
チウムフエライト磁石の常温時と同程度となつて
しまう。

従つて、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石３の厚みを大
きくする必要が生じるが、コスト面では望ましく
ない。

そこで、上記したように、減磁界の作用と温度
上昇の影響を受ける界磁用永久磁石２の電機子脱
出側に、温度上昇と共に保磁力の上昇するストロ
ンチウムフエライト磁石４を配置することによ
り、高温時における減磁防止が可能となる。

一方、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石３は界磁用永久
磁石２の電機子突入側に配置されるため、電機子
反作用による減磁界が作用せず、増磁界側領域に
位置することとなり、たとえ温度上昇の影響を受
けても要求される磁気特性の維持が可能となり、
必要以上にその厚みを厚くする必要はない。

設置に際しては、断面弓形ヨーク５を円筒状ヨ
ークとの間に介在させることによつて、隣接する
ストロンチウムフエライト磁石の磁極面とその磁
極面を同一高さとする。

このように、Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石の厚みを
効率良く減少させ得るため、コスト面で有利とな
るとともに界磁用永久磁石２全体での磁石特性の
低下が緩和される。

また、低温環境で使用される場合には、フエラ
イト磁石４の低温減磁による不可逆減磁の危険を
有するが、磁石自体の厚みを大きくすることによ
り対処でき、上述のFe−Ｂ−Ｒ系永久磁石３の
効果との相乗効果により、小形化、高出力化及び
低価格化を計つた直流モーターを得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案による界磁用永久磁石を有す
る直流モーターの縦断説明図である。１……円筒状ヨーク、２……界磁用永久磁石、
３……Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石、４……ストロン
チウムフエライト磁石、５……断面弓形ヨーク、
６……電機子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

直流機を構成する円筒状ヨーク内周面に配置さ
れる複数個の断面円弧状の界磁用永久磁石におい
て、各界磁用永久磁石の減磁界側領域を保磁力の
温度係数が正の特性を有するストロンチウムフエ
ライト磁石で構成し、かつストロンチウムフエラ
イト磁石に隣接する増磁界側領域を保磁力の温度
係数が負の特性を有するFe−Ｂ−Ｒ（ＲはＹを含
む希土類元素のうち少なくとも１種）系永久磁石
で構成するとともに、該Fe−Ｂ−Ｒ系永久磁石
の厚さをストロンチウムフエライト磁石の厚さよ
り小とし、断面弓形ヨークを介して前記円筒状ヨ
ーク内周面に配置したことを特徴とする界磁用永
久磁石。