JPH11308793A - アウタロータ型永久磁石モータ - Google Patents
アウタロータ型永久磁石モータInfo
- Publication number
- JPH11308793A JPH11308793A JP10114664A JP11466498A JPH11308793A JP H11308793 A JPH11308793 A JP H11308793A JP 10114664 A JP10114664 A JP 10114664A JP 11466498 A JP11466498 A JP 11466498A JP H11308793 A JPH11308793 A JP H11308793A
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- JP
- Japan
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- magnet
- permanent magnet
- magnetic
- outer rotor
- magnetic flux
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- Pending
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- Main Body Construction Of Washing Machines And Laundry Dryers (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Washing And Drying Of Tableware (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 アウタロータモータにおいて、永久磁石によ
り発生する磁束量を大きくすることによって、マグネッ
トトルクをより有効に利用して、同一電流で発生するト
ルクを最大にできる高トルク、高出力モータを提供す
る。 【解決手段】 メイン磁石２ａの両端部に、メイン磁石
２ａの磁極方向と直角方向に補助磁石２ｂを配置するこ
とで、永久磁石による発生磁束量が大きくなる。
り発生する磁束量を大きくすることによって、マグネッ
トトルクをより有効に利用して、同一電流で発生するト
ルクを最大にできる高トルク、高出力モータを提供す
る。 【解決手段】 メイン磁石２ａの両端部に、メイン磁石
２ａの磁極方向と直角方向に補助磁石２ｂを配置するこ
とで、永久磁石による発生磁束量が大きくなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数スロットを有
する鉄心に巻線が取り付けられたステータと、前記ステ
ータの磁極面と対向して回転可能に配置される永久磁石
ロータとを備えたアウタロータ型永久磁石モータに関す
るものである。
する鉄心に巻線が取り付けられたステータと、前記ステ
ータの磁極面と対向して回転可能に配置される永久磁石
ロータとを備えたアウタロータ型永久磁石モータに関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のアウタロータ型永久磁石モータ
は、図８に示すように、複数のコイルが巻回された磁性
体からなるステータ１１と、ステータ１１の外側に回転
可能に配設されたロータ１２とを備えている。通常、ロ
ータ１２は円筒型の磁性体の内周面に各極に対応する永
久磁石１３を取り付けた構造からなる。ステータ１１に
施された巻線群により、回転磁界が生じ、ステータティ
ースからロータ１２に磁束が入る。
は、図８に示すように、複数のコイルが巻回された磁性
体からなるステータ１１と、ステータ１１の外側に回転
可能に配設されたロータ１２とを備えている。通常、ロ
ータ１２は円筒型の磁性体の内周面に各極に対応する永
久磁石１３を取り付けた構造からなる。ステータ１１に
施された巻線群により、回転磁界が生じ、ステータティ
ースからロータ１２に磁束が入る。
【０００３】ステータコイルに電流が流れることにより
ステータ１１に回転磁界が生じ、この回転磁界とロータ
の永久磁石による磁界との鎖交によって、ロータに駆動
トルクが生じてこのロータは同期回転する。
ステータ１１に回転磁界が生じ、この回転磁界とロータ
の永久磁石による磁界との鎖交によって、ロータに駆動
トルクが生じてこのロータは同期回転する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の構成では、永久磁石による磁束のロータコアの外周
側への漏れが多く、この漏れ磁束による損失が問題とな
っていた。
来の構成では、永久磁石による磁束のロータコアの外周
側への漏れが多く、この漏れ磁束による損失が問題とな
っていた。
【０００５】本発明は、このような従来の課題を解決す
るものであり、ロータコアに取り付ける永久磁石に Hal
bach magnet array を適用することにより、従来と同量
の永久磁石を用いて永久磁石が発生する磁束量を大きく
している。また、永久磁石の磁束をロータ外周側よりロ
ータ内周側（エアギャップ側）により多く発生させる。
そして、極中心に磁束を集中させ、同一電流で発生する
マグネットトルクを最大限利用することで高効率で高出
力なアウタロータモータを提供することを目的とする。
るものであり、ロータコアに取り付ける永久磁石に Hal
bach magnet array を適用することにより、従来と同量
の永久磁石を用いて永久磁石が発生する磁束量を大きく
している。また、永久磁石の磁束をロータ外周側よりロ
ータ内周側（エアギャップ側）により多く発生させる。
そして、極中心に磁束を集中させ、同一電流で発生する
マグネットトルクを最大限利用することで高効率で高出
力なアウタロータモータを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、複数スロットを有する鉄心に巻線が取り
付けられたステータと、前記ステータの磁極面と対向し
て回転可能に配置される永久磁石ロータとを備えたアウ
タロータ型永久磁石モータにおいて、各極を構成する前
記永久磁石は、中央のメイン磁石と、その両端部にメイ
ン磁石の磁極方向と直角方向の磁極を有する補助磁石を
配置したことを特徴とするアウタロータ型永久磁石モー
タであり、永久磁石の両端部にメイン磁石の極性に対し
てそれと垂直な方向に極性を持つ永久磁石を配置して構
成し、永久磁石が発生する磁束量を大きくしたことを特
徴とする。
めに本発明は、複数スロットを有する鉄心に巻線が取り
付けられたステータと、前記ステータの磁極面と対向し
て回転可能に配置される永久磁石ロータとを備えたアウ
タロータ型永久磁石モータにおいて、各極を構成する前
記永久磁石は、中央のメイン磁石と、その両端部にメイ
ン磁石の磁極方向と直角方向の磁極を有する補助磁石を
配置したことを特徴とするアウタロータ型永久磁石モー
タであり、永久磁石の両端部にメイン磁石の極性に対し
てそれと垂直な方向に極性を持つ永久磁石を配置して構
成し、永久磁石が発生する磁束量を大きくしたことを特
徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明は、複数スロットを有する
鉄心に巻線が取り付けられたステータと、前記ステータ
の磁極面と対向して回転可能に配置される永久磁石ロー
タとを備えたアウタロータ型永久磁石モータにおいて、
各極を構成する前記永久磁石は、中央のメイン磁石と、
その両端部にメイン磁石の磁極方向と直角方向の磁極を
有する補助磁石を配置したものであり、 Halbach magne
t array を適用することができる。
鉄心に巻線が取り付けられたステータと、前記ステータ
の磁極面と対向して回転可能に配置される永久磁石ロー
タとを備えたアウタロータ型永久磁石モータにおいて、
各極を構成する前記永久磁石は、中央のメイン磁石と、
その両端部にメイン磁石の磁極方向と直角方向の磁極を
有する補助磁石を配置したものであり、 Halbach magne
t array を適用することができる。
【０００８】また、補助磁石は、その長さが各々の極を
構成する開き角（３６０度／極数）に対して０．０３か
ら０．２倍であるものである。
構成する開き角（３６０度／極数）に対して０．０３か
ら０．２倍であるものである。
【０００９】さらに、メイン磁石は複数に分割されてお
り、それらの磁極方向が極中心に磁束が集中するように
配置してもよい。
り、それらの磁極方向が極中心に磁束が集中するように
配置してもよい。
【００１０】このように各極を構成する永久磁石が、中
央のメイン磁石と、その両端部にメイン磁石の磁極方向
と直角方向の磁極を有する補助磁石を配置したものでは
永久磁石により発生する磁束量を増加させることができ
るため、同一電流で発生するマグネットトルクが、より
有効に発生するようになる。また、従来の磁石配列より
も発生する磁束量が多くなっており、磁束が極中心に集
中しているので、永久磁石両端部で生じる磁束の回り込
みによる損失分をカバーすることができる。また、ロー
タ外周方向より内周方向により強く磁束を発生させるこ
とができるので、ロータコアの磁束密度を減少でき、そ
のため、ロータコアを薄くすることができる。さらに、
同出力ではモータの小型化ができる。
央のメイン磁石と、その両端部にメイン磁石の磁極方向
と直角方向の磁極を有する補助磁石を配置したものでは
永久磁石により発生する磁束量を増加させることができ
るため、同一電流で発生するマグネットトルクが、より
有効に発生するようになる。また、従来の磁石配列より
も発生する磁束量が多くなっており、磁束が極中心に集
中しているので、永久磁石両端部で生じる磁束の回り込
みによる損失分をカバーすることができる。また、ロー
タ外周方向より内周方向により強く磁束を発生させるこ
とができるので、ロータコアの磁束密度を減少でき、そ
のため、ロータコアを薄くすることができる。さらに、
同出力ではモータの小型化ができる。
【００１１】
【実施例】図７にはモータの軸方向断面図を示してお
り、５はシャフト、４はステータに巻回したステータ巻
線である。ステータ３は、所定本数のティースを備え、
各ティース間にはステータ巻線４が配されて構成されて
いる。前記ステータ巻線に交流電流が与えられることで
回転磁界が発生し、この回転磁界により、ロータ１は回
転駆動される。
り、５はシャフト、４はステータに巻回したステータ巻
線である。ステータ３は、所定本数のティースを備え、
各ティース間にはステータ巻線４が配されて構成されて
いる。前記ステータ巻線に交流電流が与えられることで
回転磁界が発生し、この回転磁界により、ロータ１は回
転駆動される。
【００１２】図１においてロータ１は高透磁率材からな
るロータコア１ａにＮ極、Ｓ極が交互となるように配置
された永久磁石２を取り付け構成されている。各永久磁
石はロータ内周に添う円弧形状に形成され、各々の両端
部にはメイン磁石２ａの磁極方向と直角方向の磁極を有
する補助磁石２ｂが配置されている。
るロータコア１ａにＮ極、Ｓ極が交互となるように配置
された永久磁石２を取り付け構成されている。各永久磁
石はロータ内周に添う円弧形状に形成され、各々の両端
部にはメイン磁石２ａの磁極方向と直角方向の磁極を有
する補助磁石２ｂが配置されている。
【００１３】このような構成とすることで、本願のアウ
ターロータ型永久磁石モータは、Halbach magnet array
を適用することができる。ここで言う Halbach magnet
arrayについて、図４を用いて説明する。図４（ａ）
は、４極モータのロータを平面的に表したときの磁石配
置である。通常はこのようにＮ極、Ｓ極が交互におかれ
ている。磁束は１ａ、２ａ…、１ｂ、２ｂ、…のように
流れる。図４（ｂ）は図４（ａ）で表されているメイン
磁石に対して垂直な方向に磁極を有する磁石である。こ
れらの磁石を、同じ極性が対抗するように配置する。磁
束の流れは６ａ、７ａ、…、６ｂ、７ｂ、…のようにな
る。図４（ａ）の磁石と図４（ｂ）の磁石を組み合わせ
たのが図４（ｃ）の磁石である。このように、磁極が垂
直の関係にある磁石を隣接することによって、２ｂと７
ｂ、３ｂと８ｂ、４ｂと９ｂはそれぞれ強め合い、２ａ
と７ａ、３ａと８ａ、４ａと９ａはそれぞれ弱め合う。
したがって、図４（ｃ）に示すように、片側の磁力が、
通常の磁石配列を取る場合より強くなる。このように任
意の方向に対して磁力を強めることができる。
ターロータ型永久磁石モータは、Halbach magnet array
を適用することができる。ここで言う Halbach magnet
arrayについて、図４を用いて説明する。図４（ａ）
は、４極モータのロータを平面的に表したときの磁石配
置である。通常はこのようにＮ極、Ｓ極が交互におかれ
ている。磁束は１ａ、２ａ…、１ｂ、２ｂ、…のように
流れる。図４（ｂ）は図４（ａ）で表されているメイン
磁石に対して垂直な方向に磁極を有する磁石である。こ
れらの磁石を、同じ極性が対抗するように配置する。磁
束の流れは６ａ、７ａ、…、６ｂ、７ｂ、…のようにな
る。図４（ａ）の磁石と図４（ｂ）の磁石を組み合わせ
たのが図４（ｃ）の磁石である。このように、磁極が垂
直の関係にある磁石を隣接することによって、２ｂと７
ｂ、３ｂと８ｂ、４ｂと９ｂはそれぞれ強め合い、２ａ
と７ａ、３ａと８ａ、４ａと９ａはそれぞれ弱め合う。
したがって、図４（ｃ）に示すように、片側の磁力が、
通常の磁石配列を取る場合より強くなる。このように任
意の方向に対して磁力を強めることができる。
【００１４】なお、補助磁石の長さが短いとメイン磁石
の磁束を両端から押さえる力が弱くなるので Halbach m
agnet array の効果を発揮しない。また、補助磁石の長
さが長いとメイン磁石により発生する磁束量が減少して
しまう。図５に補助磁石の長さに対するトルク特性を示
す。この図より、メイン磁石の両端部に配置する補助磁
石の長さθｈは、各々の極を構成する開き角θに対して
０．０３から０．２倍が適している。
の磁束を両端から押さえる力が弱くなるので Halbach m
agnet array の効果を発揮しない。また、補助磁石の長
さが長いとメイン磁石により発生する磁束量が減少して
しまう。図５に補助磁石の長さに対するトルク特性を示
す。この図より、メイン磁石の両端部に配置する補助磁
石の長さθｈは、各々の極を構成する開き角θに対して
０．０３から０．２倍が適している。
【００１５】Halbach magnet array を適用した場合と
従来の磁石配列とのエアギャップ部での磁束密度分布を
図６に示す。図に示すように Halbach magnet array に
より磁束量が増加していることがわかる。
従来の磁石配列とのエアギャップ部での磁束密度分布を
図６に示す。図に示すように Halbach magnet array に
より磁束量が増加していることがわかる。
【００１６】なお、図２、図３には他の実施例を示す。
図２は各極を構成する永久磁石が電気角で１８０度以下
の場合の磁石配置を示している。図３は各々の極を構成
する永久磁石が複数に分割されており、極中心に磁束が
集中するように磁石を配置している。
図２は各極を構成する永久磁石が電気角で１８０度以下
の場合の磁石配置を示している。図３は各々の極を構成
する永久磁石が複数に分割されており、極中心に磁束が
集中するように磁石を配置している。
【００１７】なお、実施例は８極のアウタロータ型永久
磁石モータに関わるものであるが、極数については限定
はない。
磁石モータに関わるものであるが、極数については限定
はない。
【００１８】
【発明の効果】上記実施例の記載から明らかなように、
本発明によれば、従来と同量の永久磁石を用いて永久磁
石が発生する磁束量を大きくしているので、マグネット
トルクをより多く利用することができる。また、永久磁
石の磁束をロータ外周側よりロータ内周側（エアギャッ
プ側）により多く発生させることができるので、ロータ
コアの磁束密度を低減でき、ロータコアを薄くすること
ができる。
本発明によれば、従来と同量の永久磁石を用いて永久磁
石が発生する磁束量を大きくしているので、マグネット
トルクをより多く利用することができる。また、永久磁
石の磁束をロータ外周側よりロータ内周側（エアギャッ
プ側）により多く発生させることができるので、ロータ
コアの磁束密度を低減でき、ロータコアを薄くすること
ができる。
【００１９】さらに、従来と同出力のモータを小型軽量
で構成することができる。以上の結果、高トルク、高出
力、小型軽量のモータを提供することができる。
で構成することができる。以上の結果、高トルク、高出
力、小型軽量のモータを提供することができる。
【図１】本発明の第一実施例を示すモータの断面図
【図２】本発明の他の実施例を示すモータの断面図
【図３】本発明の他の実施例を示すモータの断面図
【図４】（ａ）メイン磁石の磁束を示す図 （ｂ）補助磁石の磁束を示す図 （ｃ）Halbach magnet arrayを示す図
【図５】補助磁石の長さ−トルク特性を示す図
【図６】磁束密度分布図
【図７】本発明のモータ断面図
【図８】従来のモータ断面図
１ ロータ １ａ ロータコア ２ 永久磁石 ２ａ メイン磁石 ２ｂ 補助磁石 ３ ステータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平野 幹雄 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (5)
- 【請求項１】 複数スロットを有する鉄心に巻線が取り
付けられたステータと、前記ステータの磁極面と対向し
て回転可能に配置される永久磁石ロータとを備えたアウ
タロータ型永久磁石モータにおいて、各極を構成する前
記永久磁石は、中央のメイン磁石と、その両端部にメイ
ン磁石の磁極方向と直角方向の磁極を有する補助磁石を
配置したことを特徴とするアウタロータ型永久磁石モー
タ。 - 【請求項２】 １極あたりの補助磁石は、その長さが各
々の極を構成する永久磁石の開き角に対して０．０３か
ら０．２倍である請求項１記載のアウタロータ型永久磁
石モータ。 - 【請求項３】 メイン磁石は複数に分割されており、そ
れらの磁極方向が極中心に磁束が集中するように配置し
た請求項１記載のアウタロータ型永久磁石モータ。 - 【請求項４】 請求項１記載のモータを用いた洗濯機。
- 【請求項５】 請求項１記載のモータを用いた食器洗い
乾燥機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10114664A JPH11308793A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | アウタロータ型永久磁石モータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10114664A JPH11308793A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | アウタロータ型永久磁石モータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11308793A true JPH11308793A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14643500
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10114664A Pending JPH11308793A (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | アウタロータ型永久磁石モータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11308793A (ja) |
Cited By (33)
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-
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- 1998-04-24 JP JP10114664A patent/JPH11308793A/ja active Pending
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