JPH0336939A - ラジアルタイプのロータ構造 - Google Patents
ラジアルタイプのロータ構造Info
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- JPH0336939A JPH0336939A JP1165457A JP16545789A JPH0336939A JP H0336939 A JPH0336939 A JP H0336939A JP 1165457 A JP1165457 A JP 1165457A JP 16545789 A JP16545789 A JP 16545789A JP H0336939 A JPH0336939 A JP H0336939A
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Landscapes
- 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〕
本発明は同期式モータにおいて、ロータコアがマグネッ
トに挾持されたタイプの、所謂、ラジアルタイプのロー
タ構造に関する。
トに挾持されたタイプの、所謂、ラジアルタイプのロー
タ構造に関する。
一般に、同期式モータのラジアルタイプのロータでは、
マグネットは直方体のブロック状に焼結成形されている
。このマグネットの着磁を各単体マグネット毎に行うと
、ロータへの組み込みの際にその磁力のために作業性が
著しく悪くなる。従って、通常はロータへの組み込み後
に専用の着磁器によって一斉に行われる。
マグネットは直方体のブロック状に焼結成形されている
。このマグネットの着磁を各単体マグネット毎に行うと
、ロータへの組み込みの際にその磁力のために作業性が
著しく悪くなる。従って、通常はロータへの組み込み後
に専用の着磁器によって一斉に行われる。
着磁器による着磁はロータの外周側から行われるが、そ
の場合、磁路はロータの外周に近い程短く、内周側に到
る程長い。また磁束はロータコアを通過した後マグネッ
トを通るが、マグネ７トの形状が直方体形状であるため
ロータコアはその横断面が必然的に扇形（或いは、台形
）を威し、その狭い内周部を通過すると磁束密度が高く
なり、その分、透磁率が小さくなる。即ち、青磁磁束の
うちマグネットのロータ内周部分を通る磁束は、ロータ
コアを通過する際の磁路の長さと、ロータコア内周部の
狭さとに起因したパーミアンスの低さによって外周部分
を通過する磁束の磁束密度よりもその磁束密度が小さく
なる。このためマグネットの内周部分の着磁が完全に行
われないことが生じ得るという問題がある。このため着
磁器のアンペア・ターンを大きくすることが考えられる
が、これを大きくしても実際にはマグネットの内周部分
への寄与がほとんどなく、その効果が薄いことも判明し
ている。
の場合、磁路はロータの外周に近い程短く、内周側に到
る程長い。また磁束はロータコアを通過した後マグネッ
トを通るが、マグネ７トの形状が直方体形状であるため
ロータコアはその横断面が必然的に扇形（或いは、台形
）を威し、その狭い内周部を通過すると磁束密度が高く
なり、その分、透磁率が小さくなる。即ち、青磁磁束の
うちマグネットのロータ内周部分を通る磁束は、ロータ
コアを通過する際の磁路の長さと、ロータコア内周部の
狭さとに起因したパーミアンスの低さによって外周部分
を通過する磁束の磁束密度よりもその磁束密度が小さく
なる。このためマグネットの内周部分の着磁が完全に行
われないことが生じ得るという問題がある。このため着
磁器のアンペア・ターンを大きくすることが考えられる
が、これを大きくしても実際にはマグネットの内周部分
への寄与がほとんどなく、その効果が薄いことも判明し
ている。
依って本発明は斯かる課題の解決を図るべく、マグネッ
トの着磁を完全に行うことの可能なラジアルタイプのロ
ータ構造の提供を目的とする。
トの着磁を完全に行うことの可能なラジアルタイプのロ
ータ構造の提供を目的とする。
上記目的に鑑みて本発明は、ロータコアがマグネットに
挾持されたラジアルタイプのロータであって、前記マグ
ネットが前記ロータの内周側における該マグネットの内
周方向の厚さが外周側における厚さよりも薄いくさび形
状の断面を有することを特徴とする同期モータのラジア
ルタイプのロータ構造を提供する。
挾持されたラジアルタイプのロータであって、前記マグ
ネットが前記ロータの内周側における該マグネットの内
周方向の厚さが外周側における厚さよりも薄いくさび形
状の断面を有することを特徴とする同期モータのラジア
ルタイプのロータ構造を提供する。
マグネットの透磁率は非常に小さく、内周側の厚さを外
周側よりも薄く設定することにより、夫々の場所を通過
する磁束に対するパーミアンスを変える。即ち、マグネ
ットの横断面をくさび形に形成することにより、該マグ
ネットのみを考慮した場合の外周側のパーミアンスを小
さく、内周側のパーミアンスを大きくすることができる
。ロータコアはマグネットの形状変更の影響で幾分その
形状が変化するが、外周側、内周側の各磁路の長さは基
本的に変化なく、従ってロータコアのみを考慮した場合
の外周側と内周側の各パーミアンスは夫々穴と小の関係
のままである。即ち、ロータコアとマグネットの両方を
考慮したパーミアンスは、外周側と内周側とが同じ値に
なるように作用し、着磁性能は場所により変化せず、全
体を均一に完全着磁させ得る。
周側よりも薄く設定することにより、夫々の場所を通過
する磁束に対するパーミアンスを変える。即ち、マグネ
ットの横断面をくさび形に形成することにより、該マグ
ネットのみを考慮した場合の外周側のパーミアンスを小
さく、内周側のパーミアンスを大きくすることができる
。ロータコアはマグネットの形状変更の影響で幾分その
形状が変化するが、外周側、内周側の各磁路の長さは基
本的に変化なく、従ってロータコアのみを考慮した場合
の外周側と内周側の各パーミアンスは夫々穴と小の関係
のままである。即ち、ロータコアとマグネットの両方を
考慮したパーミアンスは、外周側と内周側とが同じ値に
なるように作用し、着磁性能は場所により変化せず、全
体を均一に完全着磁させ得る。
以下本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳細
に説明する。第１図と第２図を参照すると、マグネット
１４に挾持されたロータコア１２はロータ１０の長手方
向の両端を端板１８によって挾持されている。その締結
方法は、ロッド１６を貫通挿入することによって行うも
のである。また端板１８にはシャフト２０が挿入、締結
されている。
に説明する。第１図と第２図を参照すると、マグネット
１４に挾持されたロータコア１２はロータ１０の長手方
向の両端を端板１８によって挾持されている。その締結
方法は、ロッド１６を貫通挿入することによって行うも
のである。また端板１８にはシャフト２０が挿入、締結
されている。
マグネット１４の横断面形状は、従来においては破線１
４′で示す様に長方形であり、マグネット１４が直方体
に構成されていた。然しながら、該直方体のマグネット
１４’では既述の欠点があるため、第１図に実線で示す
様にマグネッ）１４の横断面形状がくさび形（或いは台
形と表現することもできる。）となる様に形成する。即
ち、マグネット１４の内周側における辺１４ｂは外周側
の辺１４ａの長さよりも短く形成している。ロータ１０
の外周近くを通過する磁路Ｌａと内周近くを通過する磁
路Ｌｂとを比較すると、前者ではロータコア１２を通過
する部分の長さは後者のそれと比較すると短く、またマ
グネット１４を通過する部分の長さは磁路Ｌａでは磁路
Ｌｂと比較すると長い。ロータコア１２を通過する磁路
Ｌａと磁路Ｌｂとのその部分の長さは図示の如く相当差
がある。着磁器によるマグネッ）１４の着磁に際し、発
生させる着磁磁界は一般に相当大きく、この様な大きな
磁界の下では磁路の長さが長い程パーミアンスが相当に
小さくなる。
４′で示す様に長方形であり、マグネット１４が直方体
に構成されていた。然しながら、該直方体のマグネット
１４’では既述の欠点があるため、第１図に実線で示す
様にマグネッ）１４の横断面形状がくさび形（或いは台
形と表現することもできる。）となる様に形成する。即
ち、マグネット１４の内周側における辺１４ｂは外周側
の辺１４ａの長さよりも短く形成している。ロータ１０
の外周近くを通過する磁路Ｌａと内周近くを通過する磁
路Ｌｂとを比較すると、前者ではロータコア１２を通過
する部分の長さは後者のそれと比較すると短く、またマ
グネット１４を通過する部分の長さは磁路Ｌａでは磁路
Ｌｂと比較すると長い。ロータコア１２を通過する磁路
Ｌａと磁路Ｌｂとのその部分の長さは図示の如く相当差
がある。着磁器によるマグネッ）１４の着磁に際し、発
生させる着磁磁界は一般に相当大きく、この様な大きな
磁界の下では磁路の長さが長い程パーミアンスが相当に
小さくなる。
従って、磁路ＬａとＬｂに対するロータコア１２の存在
によるパーミアンスは、磁路Ｌｂの方が磁路Ｌａよりも
相当に小さい。一方、各磁路ＬａＬｂに対するマグネッ
ト１４の存在によるパーミアンスは、マグネット材料の
透磁率がロータコアのそれと比較して相当に小さいため
、各磁路Ｌ ａ 。
によるパーミアンスは、磁路Ｌｂの方が磁路Ｌａよりも
相当に小さい。一方、各磁路ＬａＬｂに対するマグネッ
ト１４の存在によるパーミアンスは、マグネット材料の
透磁率がロータコアのそれと比較して相当に小さいため
、各磁路Ｌ ａ 。
Ｌｂのマグネット１４の通過長さが僅かに相違するだけ
で相当に異なり、磁路Ｌｂの方が磁路Ｌａよりも相当に
大きい。以上より、各磁路Ｌａ、Ｌｂのパーミアンスは
、マグネット１４の辺１４ａと１４’ｂとの比率、並び
にマグネット材料、ロータ１ア１２の材料の透磁率等に
依存するが、従来の様な長方形断面のマグネットを使用
したロータと異なり、ロータコア１２とマグネット１４
の両部材を考慮した場合に差が相当に低減する。この効
果は、第１図の破線による従来形状のマグネット１４′
と本発明に係る実線のマグネット１４とを比較すれば
わかる様に、マグネット材料の使用量を変更することな
く達成することができる。また、ロータ１０の内周側の
辺１４ｂを外周側の辺１４ａよりも短かく設定したマグ
ネッ［４を使用すると、その分だけロータコア１２の内
周部が拡がる。そのため大きな着磁磁界を作用させた際
に低減するロータコア材料の透磁率の低減が小さく、結
果として磁路Ｌｂに対するパーミアンスは従来の場合と
比較して大きくなる。このことも前述した両磁路Ｌ ａ
とＬｂとのパーミアンスの均一化に寄与する。
で相当に異なり、磁路Ｌｂの方が磁路Ｌａよりも相当に
大きい。以上より、各磁路Ｌａ、Ｌｂのパーミアンスは
、マグネット１４の辺１４ａと１４’ｂとの比率、並び
にマグネット材料、ロータ１ア１２の材料の透磁率等に
依存するが、従来の様な長方形断面のマグネットを使用
したロータと異なり、ロータコア１２とマグネット１４
の両部材を考慮した場合に差が相当に低減する。この効
果は、第１図の破線による従来形状のマグネット１４′
と本発明に係る実線のマグネット１４とを比較すれば
わかる様に、マグネット材料の使用量を変更することな
く達成することができる。また、ロータ１０の内周側の
辺１４ｂを外周側の辺１４ａよりも短かく設定したマグ
ネッ［４を使用すると、その分だけロータコア１２の内
周部が拡がる。そのため大きな着磁磁界を作用させた際
に低減するロータコア材料の透磁率の低減が小さく、結
果として磁路Ｌｂに対するパーミアンスは従来の場合と
比較して大きくなる。このことも前述した両磁路Ｌ ａ
とＬｂとのパーミアンスの均一化に寄与する。
本発明に係るロータ構造の効果を数量的に示すため、従
来のタイプのものと解析による比較を行った。第３図に
示すマグネット１４は第ｉ図に示すくさび角度θが約１
５度の場合であり、参照番号３０と３２とは、夫々、着
磁コア、着磁巻線を示す。第４図の参照番号１２′ は
従来形状のマグネット１４′を使用した場合の従来の扇
形（或いは台形とも表現できるであろう〉のロータコア
を示す。また、両図のラインは磁路を示している。両者
共に、８００００アンペア・ターンの通電を行った場合
、図示の場所ＰＡ、 ＰＢ、 ＰＡ’ 、 Ｐａ’にお
ける磁束密度の解析値は、夫々、１．６２．１．４２．
１．７６、１．０７・×１０４ガウスである。即ち、第
３図の本発明に係るロータ構造の場合は第４図に示す従
来のロータ構造の場合と比較してマグネッ）１４のロー
タ外周側ＰＡにおいては約３０％増加し、内周側ＰＢに
おいては約１０％減少しており、その結果マグネッ）１
４の外周側ＰＡと内周側ＰＢでは磁束密度の相違は１０
％余りにすぎなくなっている。
来のタイプのものと解析による比較を行った。第３図に
示すマグネット１４は第ｉ図に示すくさび角度θが約１
５度の場合であり、参照番号３０と３２とは、夫々、着
磁コア、着磁巻線を示す。第４図の参照番号１２′ は
従来形状のマグネット１４′を使用した場合の従来の扇
形（或いは台形とも表現できるであろう〉のロータコア
を示す。また、両図のラインは磁路を示している。両者
共に、８００００アンペア・ターンの通電を行った場合
、図示の場所ＰＡ、 ＰＢ、 ＰＡ’ 、 Ｐａ’にお
ける磁束密度の解析値は、夫々、１．６２．１．４２．
１．７６、１．０７・×１０４ガウスである。即ち、第
３図の本発明に係るロータ構造の場合は第４図に示す従
来のロータ構造の場合と比較してマグネッ）１４のロー
タ外周側ＰＡにおいては約３０％増加し、内周側ＰＢに
おいては約１０％減少しており、その結果マグネッ）１
４の外周側ＰＡと内周側ＰＢでは磁束密度の相違は１０
％余りにすぎなくなっている。
更に、第４図に示す従来構造のロータにおいて、アンペ
ア・ターン数を６００００とした場合の場所ＰＡ’とＰ
Ｂ’における磁束密度は、夫々、１．４７゜１．０５．
ＸＩＯ’がウスであるが、このことから、マグネット
１４′の形状を変えないで単に着磁器の着磁磁場のみを
大きく （６００００から８００００へのアンペア・タ
ーン数に対応する比率である）しても、場所ＦＢ’の磁
束密度はほとんど改善されないことが理解され得るであ
ろう。
ア・ターン数を６００００とした場合の場所ＰＡ’とＰ
Ｂ’における磁束密度は、夫々、１．４７゜１．０５．
ＸＩＯ’がウスであるが、このことから、マグネット
１４′の形状を変えないで単に着磁器の着磁磁場のみを
大きく （６００００から８００００へのアンペア・タ
ーン数に対応する比率である）しても、場所ＦＢ’の磁
束密度はほとんど改善されないことが理解され得るであ
ろう。
以上の説明においては、マグネットの着磁にのみ注目し
たが、一般に、着磁が完全に行われたマグネットは減磁
され難いという効果もある。特に、ネオジ鉄系のマグネ
ットやサマリウム・コバルト系のマグネット等、希土類
のマグネットにおいてはこの効果が大きい。
たが、一般に、着磁が完全に行われたマグネットは減磁
され難いという効果もある。特に、ネオジ鉄系のマグネ
ットやサマリウム・コバルト系のマグネット等、希土類
のマグネットにおいてはこの効果が大きい。
以上の説明から明らかな様に本発明によれば、横断面が
くさび形、或いは台形のマグネットを使用したロータ構
造においては、外周側と内周側との磁路に対するパーミ
アンスの差が小さくなるのでマグネットの着磁が十分に
行えると共に、着磁が十分に行われた結果として、耐減
磁性が向上し、また、出力トルクの向上も得られる。
くさび形、或いは台形のマグネットを使用したロータ構
造においては、外周側と内周側との磁路に対するパーミ
アンスの差が小さくなるのでマグネットの着磁が十分に
行えると共に、着磁が十分に行われた結果として、耐減
磁性が向上し、また、出力トルクの向上も得られる。
第１図は本発明に係るロータの部分横断面図であって、
第２図の矢視線Ｉ−Ｉによる断面図、第２図は本発明に
係るロータの縦断面図、第３図は本発明に係るロータの
マグネットの着磁における磁路を表示した解析結果図、
第４図は従来のロータのマグネットを着磁する際の磁路
を表示した解析結果図。 １０・・・ロータ、１２・・・ロータコア、１４・・・
マグネット、 ２０・・・シャフト。
第２図の矢視線Ｉ−Ｉによる断面図、第２図は本発明に
係るロータの縦断面図、第３図は本発明に係るロータの
マグネットの着磁における磁路を表示した解析結果図、
第４図は従来のロータのマグネットを着磁する際の磁路
を表示した解析結果図。 １０・・・ロータ、１２・・・ロータコア、１４・・・
マグネット、 ２０・・・シャフト。
Claims (1)
- １、ロータコアがマグネットに挾持されたラジアルタイ
プのロータであって、前記マグネットが前記ロータの内
周側における該マグネットの円周方向の厚さが外周側に
おける厚さよりも薄いくさび形状の断面を有することを
特徴とする同期モータのラジアルタイプのロータ構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1165457A JPH0336939A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | ラジアルタイプのロータ構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1165457A JPH0336939A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | ラジアルタイプのロータ構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0336939A true JPH0336939A (ja) | 1991-02-18 |
Family
ID=15812782
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1165457A Pending JPH0336939A (ja) | 1989-06-29 | 1989-06-29 | ラジアルタイプのロータ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0336939A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08275476A (ja) * | 1995-03-30 | 1996-10-18 | Hitachi Ltd | 外転型永久磁石回転電機及び外転型永久磁石回転電機を用いた電動車両 |
| EP1100175A3 (en) * | 1999-11-10 | 2001-06-27 | Isuzu Motors Limited | Rotor of rotating machine |
| JP2011041421A (ja) * | 2009-08-17 | 2011-02-24 | Fuji Electric Holdings Co Ltd | 電磁ユニット |
| CN102916510A (zh) * | 2011-08-02 | 2013-02-06 | 株式会社安川电机 | 旋转电机 |
| CN102916511A (zh) * | 2011-08-03 | 2013-02-06 | 株式会社安川电机 | 旋转电机 |
| CN103107665A (zh) * | 2011-11-11 | 2013-05-15 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 永磁电机及应用该永磁电机的电动工具和割草机 |
| DE102013202006B4 (de) | 2013-02-07 | 2025-07-10 | Robert Bosch Gmbh | Läuferanordnung für eine permanentmagneterregte elektrische Maschine |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58151858A (ja) * | 1982-03-04 | 1983-09-09 | Fanuc Ltd | 同期モ−タ |
-
1989
- 1989-06-29 JP JP1165457A patent/JPH0336939A/ja active Pending
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