JPS62290341A - 永久磁石形誘導子電動機 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は、固定子とｒＩＪＩＪ子の空隙を隔てて相対向
する側面が永久磁石のｔａ極と誘導子歯より成る永久磁
石形誘導子電動機に関する。

〔従来の技ＵＳ　） 従来、ＶＲ（可変磁気抵抗）形、　ＨＢ　（ハイブリッ
ド）形誘導子機のように、固定子とＭＪ　％）Ｉ子の空
隙対向面が、いずれも誘導子歯であるマシンで、誘導子
歯の飽和磁束密度を低くするため、故意に占積率を５０
％以下に設定し、力率を敗色するという考案はフランス
のシャレー氏が発表している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、先のシャレー氏の考案によるその方法は、実際
的にはあまり効果がでない。

すなわち、誘導子機は力率が低いために低速、高トルク
モータ、ステッピングモータ、高周波発電磯など特殊用
途にしか適用されなかった。これを改善する試みは従来
からいろいろ行なわれで来たが、実効はみるべきものが
ない。

ここにおいて本発明は、永久磁石形誘導子電動闘に対し
て力率改善を行ない、比較的高速、低トルクモータの分
野に適用範囲が拡げられるように企図する永久磁石形誘
導子電動機を提供することを、その目的とＪる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、 固定子と可動子が空隙を隔てて相対向する面が、永久磁
石の磁極と誘導子歯より成る永久磁石形誘導子電動機に
おいて、 誘導子歯の飽和磁束密度が永久磁石の残留磁束密度より
も低くした手段であり、 誘導子歯を飽和磁束密度の低い部材で形成したり、ある
いは誘導子歯の高さを低くしたりして構成する 永久磁石形誘導子電動機である。

〔作　用〕

本発明は、 誘導子歯の飽和磁束密度が永久磁石の残留磁束密度より
低くしているから、 起磁力（μａ）・磁束（φ）特性からも明らかなように
、 有効エネルギはへるが、無効エネルギの減少が大きく、
結果として、力率の改善になる。

起磁力が小さい場合は、この特性は顕著である。

〔実施例〕

本発明の一実施例における構成を表わす１相分の側断面
図を第１図（ａ）に示し、そのＹ−Ｙ矢視方向の一部断
面図を第１図（ｂ）に表わす。

固定子１は、誘導子歯と継鉄を兼ねるティースヨーク１
１と、これを支持するノンマグ（非磁性）材の基板１□
２よりなる。

誘導子歯１１の幅はｔ−高さｈその配設されるピッチλ
で可動子２の進行方向に複数個、ノンマグ材１２の表面
に可動子に対向して（ｉ！ｌＩ着される。

可動子２は、Ｆ字形状のコア（積層電気鋼板）２１の中
央脚に巻回したコイル２２からなる電磁石と、固定子１
と１！ヤツプを介して対向する面に永久磁石２３　　２
３　　２３　　を貼付固着させａｏ　　ｂ′　　Ｃ る。なお、２４は支持機構で、可動子２のＸ方向あるい
はその逆方向の移動を、固定子１と一定のギャップを介
して自在にする。

永久磁石２３　　２３　　２３ｏの固定子１へａ−ｂ・ り・１向するギャップ面での磁極パターンと、ティース
ヨー９１１の構成関係は第１図のようになっている。

コイル２２に取り囲まれた永久磁石２３ｏの磁極Ｎ（あ
るいはＳ）がティースヨーク１１の真上に来ると、コイ
ル２２の外側の永久磁石２３ａ。

２３ｂの磁極Ｓ（あるいはＮ）がティースヨＪ−り１１
の真上に来る。

可動子２が固定子１に対しＸ方向に動くと、永久磁石２
３　　２３　　２３ｏの磁楡起磁力によａ−ｂ・ り電磁石コア２１に磁束が流れ、誘導子歯１１の１歯ピ
ッチλ動くごとに１サイクルの磁束変化を繰り返す。

従って、単相リニア同期機の機能を果す。

ところで、本発明の要旨はこうである。

ティースヨーク１１の高さを低く設定するか、またはテ
ィースヨーク１１の材料どして飽和磁束密度の低い例え
ばソフトフェライト等を使用し、この磁束の飽和が早く
生じるようにしである。

第２図は、この永久磁石形誘導子電動機の磁気特性と動
作軌跡の比較図である。

横軸にμ８起磁ツバ縦軸にφ磁束をとっている。

ループ３０は、ＢＳ（誘導子歯飽和磁束密度）〉Ｂ、（
永久磁石残留磁束密度）とした従来のモータである。

ループ４０は、Ｂ’（誘導子歯飽和磁束密度）＜Ｂｒ（
永久磁石残留磁束密度）とした本発明のｎ力率永久磁石
形誘導子電動機の動作軌跡である。

寸なわら、 ループ３０は、３１→３２→３３→３４→３１を繰り返
し、３１→３２および３３→３４が吸引位置であり、３
２→３３および３４→３１が反発位置である。

ループ４０は、４１→４２→４３→４４→４１を繰り返
し、４１→４２および４３→４４が吸引位置であり、４
２→４３および４４→４１が反発位置である。

永久磁石形誘導子電動機の力率は、 ループ３０では、 面ｇ１３１・３２・３３・３１／面積３１・３２・３５
・３１であり、 ループ４０に’は、 面積４１・４１・４３・４１／面積４１・４２・４５・
４１と表わされるので、ループ４０の本発明のｈが力率
が良い。

しかして本発明の他の実施例として次の手段が考えられ
る。

リニアモータのみでなく、ロータリモータでも同じこと
である。

固定子側に永久磁石、可動子側に誘導子歯を設けたもの
でも同じ構造がとれる。

ティースヨークの呂さを低くする外に、材料で飽和磁束
密度ＢＳが低いもの、磁気飽和がシャープにおきるソフ
トフェライト、パーマロイ、パーメンジュールなどを用
いることもできる。

ティースヨークをｆａ層ココアつくる場合は占積率を低
くする。

〔発明の効果〕

かくして本発明によれば、次に掲げる数多くの格段の効
果を奏することができる。

■　電流・推力特性は飽和が早く生ずるようになるが、
力率が改善されるため、駆動電源容量が下る。

■　ティースヨークが先に飽和するので、永久磁石に過
大な電機子反作用がかからないため、永久磁石としてフ
ェライト磁石のような保磁力の弱い例えばレアアース、
ネオジ鉄より弱いものが使える。

■　ティースヨークの高さｈを低くすると、ｆ／Ａｆｌ
ｉ１石のコア断面もそれに見合って小さくして良いので
、コイルを収納する窓面積が大きくとれるから、巻線抵
抗を低くしてロスを減らすことができる。

または、電磁石の高さを低くできる。

■　固定子高さを低くできるので、全体が薄形になる。

■　ティースヨークを可動子とする場合は、イブ−シャ
が小さくなる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例における構成を表わす側断面
図・Ｙ−Ｙ矢視方向一部所面図、第２図は磁気特性図で
ある。 １・・・・・・固定子 １１・・・・・・ティースヨーク（誘導子歯）１２・・
・・・・ノンマグ材 ２・・・・・・可動子 ２１・・・・・・コア ２２・・・・・・コイル ２３　　２３　　２３　　・・・・・・永久！１ｌｉａ
−ｂｌ　　　　ｃ ２４・・・・・・支持１横。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定子は、誘導子歯がその長手方向の長さは可動子
   より長く幅はｔで高さはｈの磁性体で、それを複数個一
   定のピッチλで可動子の進行方向にノンマグ材の表面に
   配設固着させて成り、可動子は、電磁石の誘導子歯に対
   向する面に永久磁石を貼り付け、電磁石コイルに取り囲
   まれた永久磁石の磁極Ｎ（あるいはＳ）が誘導子歯の真
   上に来ると電磁石コイルの外側の磁極Ｓ（あるいはＮ）
   が誘導子歯の真上に来るとともに、固定子に対し誘導子
   歯の長さ方向と直角の方向に一定のギャップを介して対
   向し移動自在にする支持機構から形成された永久磁石形
   誘導子電動機において、誘導子歯の飽和磁束密度が永久
   磁石の残留磁束密度よりも低くした ことを特徴とする永久磁石形誘導子電動機。 ２、誘導子歯の高さｈを低くした 特許請求の範囲第１項記載の永久磁石形誘導子電動機。 ３、誘導子歯を飽和磁束密度の低い部材で形成した 特許請求の範囲第１項記載の永久磁石形誘導子電動機。