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JP2000014058A - 永久磁石電動機 - Google Patents

永久磁石電動機

Info

Publication number
JP2000014058A
JP2000014058A JP10171082A JP17108298A JP2000014058A JP 2000014058 A JP2000014058 A JP 2000014058A JP 10171082 A JP10171082 A JP 10171082A JP 17108298 A JP17108298 A JP 17108298A JP 2000014058 A JP2000014058 A JP 2000014058A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rotor
permanent magnet
torque
axis
motor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10171082A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Narita
憲治 成田
Yoshifumi Fukuda
好史 福田
Masanori Murakami
正憲 村上
Takashi Suzuki
孝史 鈴木
Hiroyuki Okudera
浩之 奥寺
Koji Kasai
宏治 河西
Yuji Kawai
裕司 河合
Yuji Soma
裕治 相馬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu General Ltd
Original Assignee
Fujitsu General Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu General Ltd filed Critical Fujitsu General Ltd
Priority to JP10171082A priority Critical patent/JP2000014058A/ja
Publication of JP2000014058A publication Critical patent/JP2000014058A/ja
Pending legal-status Critical Current

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  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石電動機において、マグネットトルク
とリラクタンストルクを組み合わせて適応的モータを
得、かつ経済的なモータを得る。 【解決手段】 回転磁界を発生する固定子1の内部に回
転子10を有する永久磁石電動機において、回転子10
には固定子1からの磁路に関して一方のq軸から他方の
q軸へ所定の磁路幅(凸部aの幅)を確保し、かつ、こ
の確保した磁路の外周側でd軸の近傍に前記回転子10
の外周に沿った断面蒲鉾形状のマグネット11を埋め込
み、q軸付近にかしめ部12を形成する。前記磁路幅の
半分を2πR/16−2πR/32(R;回転子の半
径)から2πR/16+2πR/32の範囲とし、コス
トを加味して有効な合成トルク(マグネットトルクとリ
ラクタンストルクを組み合わせたトルク)を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機や自動
車等に用いるモータの永久磁石電動機に係り、特に詳し
くはマグネットトルクとリラクタンストルクを組み合わ
せた永久磁石電動機に関するものである。
【0002】
【従来の技術】永久磁石電動機は、例えば図4に示すよ
うに、24スロットの固定子1内に回転子2を有してお
り、この回転子2には当該永久磁石電動機の極数(4
極)分だけの永久磁石3が外径に沿って円周方向に配置
されている。なお、4はシャフト用の中心孔である。ま
た、回転子2を無駄なく利用するためにマグネットの量
を多くすることにより、マグネットトルクが大きくなる
ため、大きなトルクを発生する永久磁石電動機を得るこ
とができる。
【0003】一方、例えば図5に示すように、マグネッ
トを用いないリラクタンスモータが既に提案されてお
り、このリラクタンスモータは前記永久磁石電動機と同
様の24スロットの固定子1内に回転子5を有してい
る。この回転子5の外周は凹凸形状になっており、この
凹凸部が当該リラクタンスモータの極数(4極)分だけ
等間隔に形成されている。これにより、固定子1からの
一方(q軸)の磁気がその凸部を介して回転子5内を通
り易くなり、他方(d軸)の磁気が凹部(フラックスバ
リア)により回転子5内を通りにくくなる。
【0004】このような磁気の通り方により、回転子5
内がリラクタンス不均一になり、またその凸部に突極部
が形成され、固定子1の発生磁界とあいまって回転子5
が回転する。したがって、永久磁石電動機はマグネット
を使用する分リラクタンスモータより大きいトルクを得
ることができ、リラクタンスモータはマグネットを使用
しない分永久磁石電動機よりコストが安価に済む。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記永
久磁石電動機においては永久磁石3が固定子1からの磁
路を阻害し、つまりリラクタンストルクの発生がほとん
どなく、一方前記リラクタンスモータにおいては回転子
5に設けた凹部(フラックスバリア)が無駄なスペース
となっている。このように、永久磁石電動機およびリラ
クタンスモータにあっては、トルクおよびコスト面を勘
案すると、有効的な利用に限りがある。
【0006】この発明は前記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的はマグネットトルクとリラクタンストル
クを組合せて適応的モータを得ることができ、かつ経済
性を考慮して利用拡大を図ることができるようにした永
久磁石電動機を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明は回転磁界を発生する固定子の内部に回転
子を有する永久磁石電動機において、前記回転子には固
定子からの磁路に関して一方のq軸から他方のq軸へ所
定の磁路幅を確保し、かつ、該確保した磁路の外周側で
d軸の近傍に前記回転子の外周に沿った形状にマグネッ
トを埋め込んでなることを特徴としている。
【0008】この場合、前記回転子を有する永久磁石電
動機を4極とし、前記回転子に確保する磁気の路幅を2
πR/16−2πR/32(R;回転子の半径)から2
πR/16+2πR/32の範囲とすると好ましい。
【0009】前記回転子は電磁鋼板を自動プレスで打ち
抜くとともに、前記マグネットの断面形状の孔を打ち抜
いて金型内で自動積層したコアであり、該自動積層時に
かしめ部を形成するとよい。
【0010】前記マグネットの外周と前記回転子の外周
との幅を前記コアを構成するコアシートの厚さの1倍か
ら3倍の範囲にするとよい。
【0011】前記回転子を組み込んでDCブラシレスモ
ータとするとよい。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
1ないし図3を参照して詳しく説明する。なお、図中、
図4および図5と同一部分には同一符号を付して重複説
明を省略する。
【0013】この発明の永久磁石電動機は、リラクタン
スモータのフラックスバリア(図5に示す凹部)に相当
する箇所にマグネットを埋め込む形にすれば、マグネッ
トトルクの発生だけなく、リラクタンストルクを発生さ
せることができ、しかも永久磁石電動機およびリラクタ
ンスモータの利点を生かし、経済性を含めて適応的なモ
ータが得られることに着目にしたものである。
【0014】そのため、図1に示すように、この永久磁
石電動機の回転子10は、固定子1からの一方(q軸;
ルラクタンスモータではd軸に相当)の磁路を確保する
ように、断面蒲鉾形状のマグネット11を当該極数分等
間隔に埋め込んでいる。なお、この場合、隣接するマグ
ネット11が異極となるように配置する。
【0015】したがって、マグネット11の量は、従来
の永久磁石電動機より少なくなり、つまり隣接する異極
のマグネット11の間隔が広くなり、隣接する異極のマ
グネット11の間に突極部となる凸部aが形成され、固
定子1からの磁気が一方のq軸から他方のq軸へ通り易
くなる。一方、マグネット11はフラックスバリアの働
きをし、つまり固定子1からの磁気が一方のd軸から他
方のd軸(リラクタンスモータではq軸からq軸に相
当)へ通りにくくなる。
【0016】ここに、図2および図3を参照して、一方
のq軸から他方のq軸へ通る磁路幅xについて説明す
る。図2中、図1と同一部分および相当部分には同一符
号を付して重複説明を省略する。
【0017】この永久磁石電動機を4極モータとした場
合、磁路幅の半分xはq軸を基準として最小値零から最
大値D(=R/(2の平方根);Rは回転子10の半
径)までとすることができる(図2参照)。また、トル
クあるいはコストと前記磁路幅との関係は図2のグラフ
図で表すことができる。
【0018】図2から明かなように、マグネットトルク
は、xが大きくなるほどマグネット11の量が減ること
から、急激に減少する。リラクタンストルクは、途中ま
で急峻に増大し、最大値に達した後急峻に減少する。す
なわち、その途中までは固定子1からの磁路(q軸)に
介在するマグネット11が小さくなり、磁路が確保され
るからであり、また最大値に達した後にはd軸の磁路に
介在するマグネット11が小さくなり、最後には零にな
るからである。
【0019】前記マグネットトルクとリラクタンストル
クとを組み合わせた合成トルクは図2の二点鎖線とな
り、つまり合成トルクは減少後増大し、リラクタンスト
ルクの最大値近傍で極大値をとり、その後急峻に減少す
る。また、コスト(材料コスト)は、マグネット11の
使用量が減少に比例して減り、最後電磁鋼板のみのコス
トに収束する。
【0020】そして、合成トルク/コストの比をとって
見ると、図2の実線に示すように、リラクタンストルク
の最大値近傍で最大値をとり、その後急峻に減少してい
る。したがって、合成トルク/コストの比が最大値をと
るxは、4極モータであれば2πR/16−2πR/3
2からの2πR/16+2πR/32の範囲内にあると
推定することができる。
【0021】そこで、トルクおよびコストを勘案し、2
πR/16−2πR/32からの2πR/16+2πR
/32の範囲内においてxを決定し、これをもとにして
マグネット11の寸法を決めれば、最も経済的で、かつ
最も有効なトルクを発生するモータを得ることができ
る。
【0022】また、前述した方法により、マグネット1
1の寸法を決定した後、回転子10を後述する自動積層
方式によりマグネット11の孔およびかしめ部12を形
成する。なお、マグネット11の孔の外周桟、つまりマ
グネット11の外周と回転子11の外周との幅は当該自
動積層するコアシートの厚さtの1倍から3倍の範囲と
すると好ましい(図2参照)。
【0023】ところで、回転子10の製造においては、
コアプレス金型を用いて自動プレスで電磁鋼板を打ち抜
き、金型内でかしめて一体的に形成するコア積層方式
(自動積層方式)を採用する。このプレス加工工程で
は、回転子10のコア11を打ち抜くとき、少なくとも
永久磁石11に相当する孔を打ち抜き、かしめ部12は
コアシートを積層する毎に形成する。
【0024】したがって、従来の自動積層方式によるプ
レス加工をそのまま利用することができる。このように
して、自動的にプレス、積層してコアをかしめた回転子
10のコアの孔にIPM方式でマグネット11を埋め込
み、このマグネット11を磁化、着磁する。
【0025】なお、図1について追加説明をすると、2
4スロットのステータコア1には三相(U相、V相およ
びW相)の電機子巻線が施されているが、スロット数や
電機子巻線が異なっていてもよい。また、ステータコア
1において、例えば外径側の巻線をU相、内径側の巻線
をW相、その中間の巻線をV相としている。
【0026】また、前述により形成される回転子10を
組み込んでDCブラシレスモータとし、例えば空気調和
機の圧縮機モータ等として利用すれば、コストをアップ
することなく、空気調和機の性能アップ(運転効率の上
昇、振動や騒音の低下)を図ることができる。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、この永久磁石電動
機の請求項1記載の発明によると、回転磁界を発生する
固定子の内部に回転子を有する永久磁石電動機におい
て、前記回転子には固定子からの磁路に関して一方のq
軸から他方のq軸へ所定の磁路幅を確保し、かつ、該確
保した磁路の外周側でd軸の近傍に前記回転子の外周に
沿った形状にマグネットを埋め込んでなるので、マグネ
ットトルクとリラクタンストルクを組合せて適応的モー
タを得ることができるとともに、トルクとコストを加味
して適応的モータを得ることができることから、経済性
を考慮して利用拡大を図ることができるという効果があ
る。
【0028】請求項2記載の発明によると、請求項1に
おける回転子を有する永久磁石電動機を4極とし、前記
回転子に確保する磁気の路幅を2πR/16−2πR/
32(R;回転子の半径)から2πR/16+2πR/
32の範囲としているので、請求項1の効果に加え、マ
グネットトルクおよびリラクタンストルクを最大限に利
用することができ、しかもコスト的にも安く済むという
効果がある。
【0029】請求項3記載の発明によると、請求項1ま
たは2にける回転子は、電磁鋼板を自動プレスで打ち抜
くとともに、前記マグネットの断面形状の孔を打ち抜い
て金型内で自動積層したコアであり、該自動積層時にか
しめ部を形成するようにしたので、請求項1または2の
効果に加え、従来の自動積層方式をそのまま利用するこ
とができるため、コストアップにならずに済む。また、
リラクタンストルクが有効的に発生することで、マグネ
ットの量も少なくなり、つまり回転子内のマグネット占
有率が小さくなり、結果かしめ部を有効に形成すること
ができ、当該回転子の強度を上げることができるという
効果がある。
【0030】請求項4記載の発明によると、請求項3に
おいて前記マグネットの外周と前記回転子の外周との幅
を前記コアを構成するコアシートの厚さの1倍から3倍
の範囲としたので、請求項3の効果に加え、マグネット
の磁束の漏洩、短絡を防止することができ、つまりマグ
ネットトルクを有効的に発生させることができるという
効果がある。
【0031】請求項5記載の発明によると、請求項1,
2,3または4における回転子を組み込んでDCブラシ
レスモータとしたので、請求項1,2,3または4の効
果に加え、例えば空気調和機の圧縮機モータ等として利
用すれば、コストをアップすることなく、空気調和機の
性能アップを図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の一形態を示す永久磁石電動機
の概略的平面図。
【図2】図1に示す永久磁石電動機を説明するための回
転子の概略的平面図。
【図3】図1に示す永久磁石電動機を説明するためのト
ルク/コストの概略的グラフ図。
【図4】従来の永久磁石電動機の概略的平面図。
【図5】従来のリラクタンスモータの概略的断面図。
【符号の説明】
1 固定子 4 中心孔(シャフト用) 10 回転子 11 マグネット 12 かしめ部 a 凸部 R 回転子の半径 t コアシートの厚さ x 磁気の通路の半分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 正憲 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 鈴木 孝史 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 奥寺 浩之 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 河西 宏治 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 河合 裕司 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 (72)発明者 相馬 裕治 神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式 会社富士通ゼネラル内 Fターム(参考) 5H622 AA03 CA02 CA05 CA10 CA13 CB04 CB05 PP11 PP12 PP17 QB02 QB05

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転磁界を発生する固定子の内部に回転
    子を有する永久磁石電動機において、前記回転子には固
    定子からの磁路に関して一方のq軸から他方のq軸へ所
    定の磁路幅を確保し、かつ、該確保した磁路の外周側で
    d軸の近傍に前記回転子の外周に沿った形状にマグネッ
    トを埋め込んでなることを特徴とする永久磁石電動機。
  2. 【請求項2】 前記回転子を有する永久磁石電動機を4
    極とし、前記回転子に確保する磁気の路幅を2πR/1
    6−2πR/32(R;回転子の半径)から2πR/1
    6+2πR/32の範囲としている請求項1記載の永久
    磁石電動機。
  3. 【請求項3】 前記回転子は、電磁鋼板を自動プレスで
    打ち抜くとともに、前記マグネットの断面形状の孔を打
    ち抜いて金型内で自動積層したコアであり、該自動積層
    時にかしめ部を形成するようにした請求項1または2記
    載の永久磁石電動機。
  4. 【請求項4】 前記マグネットの外周と前記回転子の外
    周との幅を前記コアを構成するコアシートの厚さの1倍
    から3倍の範囲とした請求項3記載の永久磁石電動機。
  5. 【請求項5】 前記回転子を組み込んでDCブラシレス
    モータとした請求項1,2,3または4記載の永久磁石
    電動機。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001346368A (ja) * 2000-03-31 2001-12-14 Sanyo Denki Co Ltd 永久磁石内蔵型同期モータ
EP1292002A3 (en) * 2001-09-05 2006-07-26 JTEKT Corporation Brushless dc motor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001346368A (ja) * 2000-03-31 2001-12-14 Sanyo Denki Co Ltd 永久磁石内蔵型同期モータ
EP1292002A3 (en) * 2001-09-05 2006-07-26 JTEKT Corporation Brushless dc motor
US7176598B2 (en) 2001-09-05 2007-02-13 Koyo Seiko Co., Ltd. Brushless DC motor
EP1772945A1 (en) * 2001-09-05 2007-04-11 JTEKT Corporation Brushless DC motor

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