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JPS61280744A - 永久磁石を有する回転子 - Google Patents

永久磁石を有する回転子

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Publication number
JPS61280744A
JPS61280744A JP60120404A JP12040485A JPS61280744A JP S61280744 A JPS61280744 A JP S61280744A JP 60120404 A JP60120404 A JP 60120404A JP 12040485 A JP12040485 A JP 12040485A JP S61280744 A JPS61280744 A JP S61280744A
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JP
Japan
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permanent magnets
rotor
parts
rotating shaft
center
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JP60120404A
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English (en)
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JPH0824413B2 (ja
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Masanao Yatsuhara
昌尚 八原
Gorou Kabayama
蒲山　吾朗
Yoshiomi Jiyoujima
美臣 城島
Hiroshi Sugai
博 菅井
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to EP86107423A priority patent/EP0204289B1/en
Priority to DE8686107423T priority patent/DE3675075D1/de
Priority to US06/870,945 priority patent/US4748359A/en
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K1/00—Details of the magnetic circuit
    • H02K1/06—Details of the magnetic circuit characterised by the shape, form or construction
    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
    • H02K1/278—Surface mounted magnets; Inset magnets

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は回転軸の局面に複数個の永久磁石を有する回転
子に関するものである。
〔発明の背景〕
第８図に示す永久磁石を有する回転子は特開昭５８−１
２３３５５号公報で公知である。
これに示しておる回転軸１け、これの長手方向に対して
直角を成す断面形状が、回転軸１０回転中心２を中心と
成す複数個の円弧状部３〜６と、隣接する円弧状ｓ３と
４．４と５．５と６．６と１の間を、屈曲部のない直線
で結ぶ直線状部７〜ｌＯとを有する形状を成している。
また、円弧状部３〜６の数と同数の永久−石１１〜１４
の夫々は直線状部７〜ｌ０ＩＣのみ対向して固定しであ
る。
このような構造のものは実開昭５５−１２０２８３号公
報に示しであるものに比べ、永久磁石１１〜１４に働く
トルクに対して、磁石を回転軸に対して回り止めするた
めの加工が容易である。
〔発明の目的〕
本発明は特開昭５８−１２３３５５号公報に示しである
ものを更に改良して、単位体積当りの出力を大きくする
ことができ回転子を提供することを目的とするものでお
る。
〔発明の概要〕
すなわち本発明では、回転軸はこれの長手方向に対して
直角を成す断面形状が、回転軸の中心を成す複数の円弧
状部と、隣接する円弧状部間を、屈曲部のない直線で結
ぶ直線状部とを有する形状を成しており、且つ円弧状部
の数と同数の永久磁石の夫々は、円弧状部と直線状部と
にまたがって密Ｎあるいは一様な間隔を保って固定して
あり、且つ永久磁石の夫々の回転軸が位置する方の反対
側の面は一回転軸の長手方向に対して直角を成す断面形
状が外側に張り出す円弧状を成すように構成する。
〔発明の実施例〕
以下第１図に示す本発明の実施例について説明する。図
は４極を示している。ｌは回転軸、２は回転軸の回転中
心である。回転軸１はこれの長手方向に対して直角を成
す断面形状力ζ中心２を中心と成す極数と同数の円弧状
部３〜６と、隣接する円弧状部３と４．４と５．５と６
．６と３の間を屈曲部のない直線で結ぶ直線状部７〜１
０とを有する形状を成している。
永久磁石１１〜１４は極数と同数設けてあり、これ等の
永久磁石の夫々は２つの円弧状部と、これ等２つの円弧
状部との間に位置して密着あるいは一様な間隔を保って
固定しである。
例えば、永久磁石７Ｆｉ２つの円弧状部３．４と、これ
等の間に位置している直線状部に図示しない接着剤で固
定してあり、永久磁石８は２つの円弧状部４．５と、こ
れ等の間に位置している直線状部に、図示しない接着剤
で固定しである〇永久磁石１１と１３とは外周面がＳ極
を、永久磁石１２と１４とは外周面がＮ極を示すようＶ
ｃＮ磁しである。
隣接する永久磁石間、つまり１１と１２．１２と１３．
１３と１４．１４と１１間は、望ましくは非磁性体１５
を介して接着しである。
永久磁石１１〜１４で作る外周円の中心は、中心２と同
一の点にある。
永久磁石１１〜１４で作る外周円の囲りにはバインダ１
６が巻いである。
永久磁石１１〜１４に働く遠心力に対しては、回転軸ｌ
と各永久磁石１１〜１４との間に介在させた接着剤とバ
インダ１６で対抗しトルク反力に対しては回転軸１の直
線状部７〜１０で受ける。
この実施例忙依れば永久磁石１１〜１４による磁束分布
が正弦波に近づくという効果がある。回転電機に於いて
、精密制御の向上、あるいは騒音や振動の低減を考慮す
るとき、磁束分布が正弦波に近いことが望ましいことは
周知である。
永久磁石１１〜１４の発生する磁束密度は材料の特性と
、前記永久磁石を含む磁気回路に於ける動作点で決定さ
れる。動作点はパーミアンス係数を傾きとする直線と減
磁曲線の交点として与えられる。パーミアンス係数Ｐｇ
はＰ　ｇ　＝　Ｌ　ｍ　／　Ａ　ｍＸＡｇ／Ｌｇ　（Ｌ
ｍ：磁石厚さ、Ａｍ：磁石面積、Ａｇ：空隙面積、Ｌｇ
：電機子鉄心１７と永久磁石１１〜１４の外周面との間
の空隙長さく第２図参照））で与えられる為、第１図の
形状の磁石の場合、厚みＬｍの大きい中央部でパーミア
ンス係数大、厚みＬｍ’の小さい端部で小となる。従っ
て動作点に於ける磁束密度も第３図に示すように中央部
の磁束密度Ｂ、の方が端部の磁束密度Ｂ、より大となる
。厚みの均一な磁石の作る磁束波形は極の端部に於いて
多少磁束が漏れる為、第４図に工で示すように肩が少し
丸くなった矩形状となる。
これに対し本実施例の様に中央部に厚みを持たせると、
前記のパーミアンス係数の違いから、第４図１に示すよ
うに中央部の高くなった磁束鼓形が得られる。破線の方
が実線より正弦波に近い、即ち本実施例によると基本波
／全実効値が大きい為磁束の利用率が高く制御性の良い
回転電機を得ることができる。なお第３図に於いて水平
軸Ｈに起磁力であり、１９は電機子スロットである〇第
５図の実施例は厚みの差を更に大きくして、磁束波形を
第４図Ｑ［Ｋ示すように更に正弦波に近づけた例である
。
この実施例の場合は夫々の永久磁石１１〜１４の外周面
の円弧の中心は、夫々の永久磁石の位置している方へず
れている。なお２０はコンパウンド、１６けバインタ゛
でおる。
減磁耐力は磁石の厚みに比例するから、磁石の厚みを増
加すれは減磁耐力も向上する０永久磁石回転電機を同期
電動機として運転した場合、第６図に示す様に、ステー
タの回転磁界に対して回転子の磁界はわずかに遅れて回
転する状態となる。従ってこの運転中における減磁界は
極の中央付近で最大となり、端部では小となる０この現
象を考慮した場合、永久磁石を極の中央部が厚く、端部
で薄い形状にすると、体積をそれ程増加ぜずに強い減磁
耐力を得られる〇 これに対して第７図の例は永久株石回転１；機を直流機
のモード即ち無整流子電動機として回転させた時有利で
ある。直流機のモードでは回転子の磁界は固定子の磁界
と電気角で９０’ずれた状態となる為、前記同期電動の
モードとは逆に減磁界は極の端部で大、中央部で小とな
る０従って第７図の様に極の端部の厚みを増した形状と
すると、減磁耐力上効率の良い構造となる。この実施例
では夫々の永久磁石１１〜１４は２つの直線状部と、こ
れ等２つの直線状部との間に位置する円弧状部に固定し
である。
【図面の簡単な説明】
第１図、第５図及び第７図は、本発明永久磁石を有する
回転子の夫々の異なる実施例を示す断面図、第２図は第
４図に示した回転子を備えた回転電機の寸法記号を示し
た図、第３図は第１図に示したものの特長を説明するの
に周込るＢ−Ｈ曲線図、第４図は第１図、第５図に示し
たものと従来の回転子の起磁力波形を示す図、第６図は
第２図に示したものの起磁力波形図、第８図は公知な回
転子を示す断面図である〇 １け回転軸−２Ｆｉ回転軸の回転中心、３〜６は円弧状
部、７〜ヱ０け直線状部、１１〜１４は永＄　ｊ　　図 バ ＄５図　　　第　、。 ＄　　２　　面 第　　６　　図 ＄　８　　面

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、回転軸は、これの長手方向に対して直角を成す断面
    形状が、前記回転軸の中心を中心と成す複数の円弧状部
    と、隣接する前記円弧状部の間を、屈曲部のない直線で
    結ぶ直線状部とを有する形状を成しており、且つ前記円
    弧状部の数と同数の永久磁石の夫々は前記円弧状部と前
    記直線状部とにまたがつて密着あるいは一様な間隔を保
    つて固定してあり、且つ前記永久磁石の夫々の、前記回
    転軸が位置する方の反対側の面は前記回転軸の長手方向
    に対して直角を成す断面形状が外側に張り出す円弧状を
    成していることを特徴とする永久磁石を有する回転子。 ２、前記永久磁石の夫々は２つの直線状部と、これ等２
    つの直線状部との間に位置する１つの円弧状部とに固定
    してあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    永久磁石を有する回転子。 ３、前記永久磁石の夫々は２つの円弧状部と、これ等２
    つの円弧状部との間に位置する１つの直線状部とに固定
    してあることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
    永久磁石を有す回転子。
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