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公開番号2025005054
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-16
出願番号2023105055
出願日2023-06-27
発明の名称ロータおよびそれを有する永久磁石型モータジェネレータ
出願人大同特殊鋼株式会社,学校法人大同学園
代理人個人,個人
主分類H02K 1/274 20220101AFI20250108BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】使用する磁石の量が少なくても、高い定格出力を示すことができるモータジェネレータに用いることができるロータの提供。
【解決手段】2n個(n≧1)の磁極を備えるロータであって、シャフトと、前記シャフトと接合されている、非磁性材料からなる回転部材と、湾曲形状で、前記シャフトへ向かって凸となるように前記回転部材の外周側に配置された、n個の磁石連結体と、を有し、前記磁石連結体は、S極として機能する異方性磁石であるS極磁石と、N極として機能する異方性磁石であるN極磁石と、軟磁性材からなる結合部と、からなり、前記S極磁石と、前記N極磁石と、によって前記結合部を挟んでいて、前記S極磁石と前記N極磁石とが左右方向から前記結合部を挟んでいるとした場合に、左右対称の前記湾曲形状であり、前記結合部の形状についても左右対称である、ロータ。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えるロータであって、
シャフトと、
前記シャフトと接合されている、非磁性材料からなる回転部材と、
湾曲形状で、前記シャフトへ向かって凸となるように前記回転部材の外周側に配置された、ｎ個の磁石連結体と、
を有し、
前記磁石連結体は、
前記回転部材の外周面をＳ極として機能する異方性磁石であるＳ極磁石と、前記回転部材の外周面をＮ極として機能する異方性磁石であるＮ極磁石と、軟磁性材からなる結合部と、からなり、
前記Ｓ極磁石と、前記Ｎ極磁石と、によって前記結合部を挟んでいて、
前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石とが左右方向から前記結合部を挟んでいるとした場合に、左右対称の前記湾曲形状であり、前記結合部の形状についても左右対称である、ロータ。
続きを表示（約 790 文字）【請求項２】
前記磁石連結体における前記結合部の体積比率が４０～７０％である、請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記Ｓ極磁石および前記Ｎ極磁石は、各々、磁化容易軸が円弧状をなすように配向されており、その円弧は同心円の一部であり、前記Ｓ極磁石における円弧の中心Ｃ
1
と、前記Ｎ極磁石における円弧の中心Ｃ
2
とが、左右対称の位置、または一致する、請求項１または２に記載のロータ。
【請求項４】
前記Ｓ極磁石における前記結合部と接する面Ｓ
α
は、前記結合部における前記Ｓ極磁石と接する面Ｓ
1
と同一形状であるか、または、面Ｓ
α
は面Ｓ
1
よりも小さくて面Ｓ
α
が面Ｓ
1
内に含まれており、
同様に、
前記Ｎ極磁石における前記結合部と接する面Ｓ
β
は、前記結合部における前記Ｎ極磁石と接する面Ｓ
2
と同一形状であるか、または、面Ｓ
β
は面Ｓ
2
よりも小さくて面Ｓ
β
が面Ｓ
2
内に含まれている、
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項５】
請求項１または２に記載のロータをインナーロータとして有し、
さらに、中心の貫通穴に前記インナーロータが挿入されているアウターステータを有する永久磁石型モータジェネレータ。
【請求項６】
前記アウターステータは、
電機子コイルの鉄心となる複数のティースが放射線状に配置されていて、前記ティースの周囲にコイルが巻き付けられている、請求項５に記載の永久磁石型モータジェネレータ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明はロータおよびそれを有する永久磁石型モータジェネレータに関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石型モータジェネレータが提案されている。
例えば特許文献１には、以下の（１）～（３）の構成を備えた永久磁石型モータジェネレータが記載されている。（１）前記永久磁石型モータジェネレータは、２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えたインナーロータと、前記インナーロータに向かってティースが放射状に配置され、かつ、前記ティースの周囲にコイルが巻き付けられたアウターステータとを備えている。（２）前記インナーロータは、シャフトと、前記シャフトの外周面に接合されたロータヨークと、前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれたｎ個の磁石とを備えている。（３）前記磁石は、特定の極異方磁石からなり、前記極異方磁石は、Ｎ極及びＳ極が前記インナーロータの外周面側を向くように，前記ロータヨークの表面に接合され、又は前記ロータヨークの内部に埋め込まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－３８１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
永久磁石型モータジェネレータにおいて、コスト削減等のためにも使用する磁石量は少ないことが好ましい。
【０００５】
本発明は、使用する磁石の量が少なくても、高い定格出力を示すことができるモータジェネレータおよびそれに用いることができるロータを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は以下の（１）～（６）である。
（１）２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えるロータであって、
シャフトと、
前記シャフトと接合されている、非磁性材料からなる回転部材と、
湾曲形状で、前記シャフトへ向かって凸となるように前記回転部材の外周側に配置された、ｎ個の磁石連結体と、
を有し、
前記磁石連結体は、
前記回転部材の外周面をＳ極として機能する異方性磁石であるＳ極磁石と、前記回転部材の外周面をＮ極として機能する異方性磁石であるＮ極磁石と、軟磁性材からなる結合部と、からなり、
前記Ｓ極磁石と、前記Ｎ極磁石と、によって前記結合部を挟んでいて、
前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石とが左右方向から前記結合部を挟んでいるとした場合に、左右対称の前記湾曲形状であり、前記結合部の形状についても左右対称である、ロータ。
（２）前記磁石連結体における前記結合部の体積比率が４０～７０％である、上記（１）に記載のロータ。
（３）前記Ｓ極磁石および前記Ｎ極磁石は、各々、磁化容易軸が円弧状となるように配向されており、その円弧は同心円の一部であり、前記Ｓ極磁石における円弧の中心Ｃ
1
と、前記Ｎ極磁石における円弧の中心Ｃ
2
とが、左右対称の位置、または一致する、上記（１）または（２）に記載のロータ。
（４）前記Ｓ極磁石における前記結合部と接する面Ｓ
α
は、前記結合部における前記Ｓ極磁石と接する面Ｓ
1
と同一形状であるか、または、面Ｓ
α
は面Ｓ
1
よりも小さくて面Ｓ
α
が面Ｓ
1
内に含まれており、
同様に、
前記Ｎ極磁石における前記結合部と接する面Ｓ
β
は、前記結合部における前記Ｎ極磁石と接する面Ｓ
2
と同一形状であるか、または、面Ｓ
β
は面Ｓ
2
よりも小さくて面Ｓ
β
が面Ｓ
2
内に含まれている、
（１）～（３）のいずれかに記載のロータ。
（５）上記（１）または（２）に記載のロータをインナーロータとして有し、
さらに、中心の貫通穴に前記インナーロータが挿入されているアウターステータを有する永久磁石型モータジェネレータ。
（６）前記アウターステータは、
電機子コイルの鉄心となる複数のティースが放射線状に配置されていて、前記ティースの周囲にコイルが巻き付けられている、上記（５）に記載の永久磁石型モータジェネレータ。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、使用する磁石の量が少なくても、高い定格出力を示すことができるモータジェネレータおよびそれに用いることができるロータを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明のモータジェネレータを中心のシャフトに平行な方向から見た図（概略図）である。
図２は本発明の磁石連結体をシャフトに平行な方向から見た図（概略図）である。
実施例にて用いた磁石連結体を説明するための図である。
本発明の磁石連結体における結合部（軟磁性材）の体積比率と定格出力との関係を示す実験結果（グラフ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明について説明する。
本発明は、２ｎ個（ｎ≧１）の磁極を備えるロータであって、シャフトと、前記シャフトと接合されている、非磁性材料からなる回転部材と、湾曲形状で、前記シャフトへ向かって凸となるように前記回転部材の外周側に配置された、ｎ個の磁石連結体と、を有し、前記磁石連結体は、前記回転部材の外周面をＳ極として機能する異方性磁石であるＳ極磁石と、前記回転部材の外周面をＮ極として機能する異方性磁石であるＮ極磁石と、軟磁性材からなる結合部と、からなり、前記Ｓ極磁石と、前記Ｎ極磁石と、によって前記結合部を挟んでいて、前記Ｓ極磁石と前記Ｎ極磁石とが左右方向から前記結合部を挟んでいるとした場合に、左右対称の前記湾曲形状であり、前記結合部の形状についても左右対称である、ロータである。
このようなロータを、以下では「本発明のロータ」ともいう。
【００１０】
また、本発明のロータが有する磁石連結体を、以下では「本発明の磁石連結体」ともいう。
（【００１１】以降は省略されています）

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