PROBLEM TO BE SOLVED: To effectively reduce cogging torque.
SOLUTION: The dynamo-electric machine is provided with a rotor 30 placed in the center of a ring-shaped stator 40 so that it is rotatable around a prescribed rotational core, and a plurality of permanent magnets 32N, 32S placed along the direction of the rotational core of the rotor 30 in an area on the rotor 30 facing the stator and in such a way that the circumferential positions are mutually staggered. A magnetic insulation layer 43 comprising a non- magnetic material is provided on the stator 40 in a region facing the gap between the permanent magnets 32N, 32S adjacent to each other in the direction of the rotational core of the rotor 30.
２１Ｓの間に間隙２２を確保したり、図１３に示すように、回転子２０の回転軸心方向に沿って隣接する永久磁石２１Ｎ，２１Ｓの間に非磁性材料２３を介在させることにより、永久磁石２１Ｎ，２１Ｓの相互間を通じた直接的な回転軸心方向の漏れ磁束を低減しようとするものである。 By ensuring a gap 22 between the 21S, as shown in FIG. 13, the permanent magnet 21N which are adjacent to each other along the rotation axis direction of rotor 20, by interposing a non-magnetic material 23 between the 21S, permanent magnets 21N, is intended to reduce the direct leakage flux rotation axis direction through an inter-mutual 21S. 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら図１２や図１３に示された回転電機を具現化した場合にも、コギングトルクを有効に低減できていないのが実情である。  The present invention is, however, even when embodying the rotary electric machine shown in these figures 12 and 13, a fact is not possible to effectively reduce the cogging torque. 図１４は、本発明者らが行った３次元非線形磁界解析法による検証結果を示したグラフ、図１５は、検証条件を示した図表である。 Figure 14 is a graph inventors have shown a verification result by the three-dimensional non-linear magnetic field analysis method performed, FIG. 15 is a table showing the verification condition. すなわち、図１４において、（Ａ）は、実開昭６１−１７８７６号公報に示されたものと同様に、回転子２０の回転軸心方向に沿って隣接する永久磁石２１Ｎ，２１Ｓを段スキューさせたもののコギングトルクであり、これを基準としてある。 That is, in FIG. 14, (A), similar to that shown in Japanese Unexamined Utility Model Publication No. 61-17876, the permanent magnet 21N which are adjacent to each other along the rotation axis direction of the rotor 20, is stepped skewed 21S despite a cogging torque, there it as a reference.
Ｎ，２１Ｓの漏れ磁束が、実際のところはコギングトルクを有効に低減できない原因となっていないことも突き止めた。 N, leakage magnetic flux of the 21S was also discovered that no matter of fact is the cause that can not be effectively reduce the cogging torque. つまり、回転電機としては、固定子１０の内部に発生する回転軸心方向に沿った漏洩磁束の影響を考慮しない限り、コギングトルクを有効に低減することができないことになる。 That is, as the rotary electric machine, unless considering the influence of the leakage magnetic flux along the rotation axis direction which occurs inside the stator 10, will not be able to effectively reduce the cogging torque. 上述した現象は、固定子に永久磁石を配置した回転電機の場合、回転子の内部に発生する回転軸心方向に沿った漏洩磁束の影響によって同様に発生する。 Phenomenon described above, when the rotary electric machine arranged a permanent magnet in the stator, similarly occurs by the influence of the leakage magnetic flux along the rotation axis direction generated in the interior of the rotor. 【００１１】こうした考察結果に鑑みて、この発明にかかる回転電機では、環状を成す固定子の中心部に所定の回転軸心回りに回転可能に配設した回転子と、前記固定子および前記回転子の互いに対向する部位の一方に、前記回転軸心方向に沿い、かつ相互に周方向位置をずらすように配置した複数の永久磁石と、を備えた回転電機において、前記固定子および前記回転子の他方において前記相互に周方向位置をずらすように配置した永久磁石の相互間に対向する部位に、該回転軸心方向に沿った磁気抵抗を増大させる層を構成するようにしている。  In view of these considerations result in the rotary electric machine according to the present invention, a rotatable rotor which is arranged, said stator and said rotation to a predetermined axis of rotation around the center of the stator forming the annular on one part, which face each other, of the child, the along the rotation axis direction, and a plurality of permanent magnets arranged so as to shift the mutual circumferential position, in the rotary electric machine wherein the stator and the rotor in the other in a position facing the mutual permanent magnets arranged to displace the circumferential position on the other, so that constituting the layer for increasing the magnetic resistance along the rotation axis direction. 【００１２】この発明によれば、永久磁石に対向する部分を通じて回転軸心方向に漏れる磁束を低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the magnetic flux leaking to the rotation axis direction through the portion facing the permanent magnet. 【００１３】つぎの発明にかかる回転電機は、上記の発明において、前記回転子に前記永久磁石を配置し、かつ前記固定子において前記相互に周方向位置をずらすように配置した永久磁石の相互間に対向する部位に、非磁性材料から成る磁気絶縁層を設けたことを特徴とする。  rotating electric machine according to the next invention, in the above invention, the permanent magnet arranged in the rotor, and mutual permanent magnet arranged so as to shift the circumferential position on the another in the stator at a site opposed to, characterized in that a magnetic insulating layer made of a nonmagnetic material. 【００１４】この発明によれば、磁気絶縁層により、固定子を通じて回転軸心方向に漏れる磁束を大幅に低減することができる。 According to the present invention, the magnetic insulation layer, a magnetic flux leaking to the rotation axis direction through the stator can be reduced significantly. 【００１５】つぎの発明にかかる回転電機は、上記の発明において、前記磁気絶縁層を、前記固定子と前記回転子との間に確保したエアギャップ長の１／３以上の厚さに構成したことを特徴とする。  rotating electric machine according to the next invention, in the above invention, the magnetic insulation layer was constructed in the air gap length 1/3 or more of the thickness of the secured between the rotor and the stator it is characterized in. 【００１６】この発明によれば、エアギャップ長に対して磁気絶縁層の厚さを十分に確保することができ、漏洩磁束の低減効果が顕著となる。 According to this invention, it is possible to sufficiently secure the thickness of the magnetic insulator layer to the air gap length, the effect of reducing the leakage flux becomes remarkable. 【００１７】つぎの発明にかかる回転電機は、上記の発明において、前記回転子に前記永久磁石を配置し、かつ前記固定子において前記相互に周方向位置をずらすように配置した永久磁石の相互間に対向する部位に、他の部分よりも横断面積の減少した断面積減少層を設けたことを特徴とする。 The rotary electric machine according to the next invention, in the above invention, the permanent magnet arranged in the rotor, and mutual permanent magnet arranged so as to shift the circumferential position on the another in the stator at a site opposed to, characterized in that a reduced cross-sectional area reducing layer of cross-sectional area than other portions. 【００１８】この発明によれば、非磁性材料を用いることなく固定子を通じて回転軸心方向に漏れる磁束を低減することができる。 According to this invention, it is possible to reduce the magnetic flux leaking to the rotation axis direction through the stator without the use of non-magnetic material. 【００１９】 【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照して、この発明にかかる回転電機の好適な実施の形態を詳細に説明する。  Referring to the accompanying drawings DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION, describing preferred embodiments of the rotating electric machine according to the present invention in detail. 【００２０】実施の形態１．  Embodiment 1. 図１〜図３は、この発明の実施の形態１である回転電機の構成を示したものである。 1 to 3 shows the structure of a rotary electric machine according to a first preferred embodiment of the present invention. ここで例示する回転電機は、永久磁石型の電動モータであり、回転子３０と固定子４０とを備えている。 Rotating electric machine illustrated here is a permanent magnet type electric motor, and a rotor 30 and stator 40. 【００２１】回転子３０は、所定の回転軸心回りに回転可能に配設したもので、円柱状を成す回転子鉄心３１の外周面に２段配置した永久磁石３２Ｎ，３２Ｓを備えている。  The rotor 30, which was disposed rotatably in a predetermined rotation axis direction, the permanent magnets 32N arranged two stages on the outer circumferential surface of the rotor core 31 to form a cylindrical shape, and a 32S. 各段の永久磁石３２Ｎ，３２Ｓは、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが４個ずつ交互に並び、かつ互いの間に適宜周方向間隙３３を確保した状態で回転子鉄心３１に配置してある。 Permanent magnets 32N of each stage, 32S are alternately arranged N and S poles along the circumferential direction is four by four, and arranged in the rotor core 31 while ensuring an appropriate circumferential gap 33 therebetween are you. 【００２２】また、本実施の形態においては、回転軸心方向に沿って隣接する永久磁石３２Ｎ，３２Ｎの間、並びに３２Ｓ，３２Ｓの間に、それぞれ段スキューを設定してあるとともに、軸心方向間隙３４を確保してある。 Further, in the present embodiment, the permanent magnet 32N which are adjacent to each other along the rotation axis direction, during 32N, and 32S, while the 32S, with some set the stage skew respectively, axially It is to ensure the gap 34.
Ｎ，１３２Ｓの相互間に設けた間隙である。 N, is a gap provided therebetween in the 132S. この軸心方向間隙１３４には、非磁性材料を配置してもよい。 The axial gap 134 may be disposed non-magnetic material. 配置する非磁性材料としては、例えばステンレスや銅に代表される金属、あるいは合成樹脂、セラミック、ガラスに代表される非金属等々、適宜のものを選択すればよい。 The nonmagnetic material to place, for example, a metal typified by stainless steel or copper or a synthetic resin, ceramic, etc. nonmetal typified by glass, may be selected as appropriate.
但し、本発明では、必ずしも軸心方向間隙１３４を設ける必要はなく、またこの軸心方向間隙１３４に非磁性材料を配置する必要もない。 However, in the present invention, not necessarily need not be provided with axial gaps 134 and also necessary to arrange a non-magnetic material in the axial direction gap 134. 【００３７】一方、回転電機の固定子１４０は、内周に複数（本実施の形態では１２個）の固定子鉄心１４１を有した円筒状を成すもので、回転子１３０の周囲において各段の永久磁石１３２Ｎ，１３２Ｓを囲繞する位置に配置してある。 On the other hand, the stator 140 of the rotating electric machine is intended (in this embodiment 12) more on the inner circumference forms a stator core 141 has a cylindrical shape, of each stage at the periphery of the rotor 130 permanent magnets 132N, is disposed at a position surrounding the 132S. 固定子１４０と回転子１３０との間には、予め設定したエアギャップ１５０が確保してある。 Between the stator 140 and the rotor 130, are secured an air gap 150 which is set in advance.
固定子を通じて回転軸心方向に漏れる磁束を大幅に低減することができるため、回転電機としての発生トルクが減少する事態を有効に防止できるとともに、各段の永久磁石で発生したコギングトルクを有効に打ち消すことが可能となり、振動や騒音の発生を抑制することができるばかりでなく、モータ効率を大幅に向上させることができるようになる。 Since the magnetic flux leaking to the rotation axis direction through the stator can be significantly reduced, it is possible to effectively prevent the generation torque of the rotary electric machine is reduced, effectively the cogging torque generated by the permanent magnets of each stage cancel it becomes possible, not only can suppress the generation of vibration and noise, so the motor efficiency can be greatly improved. 【００４９】つぎの発明によれば、エアギャップ長に対して磁気絶縁層の厚さを十分に確保することができ、漏洩磁束の低減効果が顕著となるため、コギングトルクの低減効果もより一層顕著となる。  According to the next invention, it is possible to sufficiently secure the thickness of the magnetic insulator layer to the air gap length, since the effect of reducing the leakage flux become remarkable, even more effectively reduced the cogging torque It becomes remarkable. 【００５０】つぎの発明によれば、非磁性材料を用いることなく固定子を通じて回転軸心方向に漏れる磁束を低減することができるため、容易に、かつ安価に具現化することが可能になる。  According to the next invention, it is possible to reduce the magnetic flux leaking to the rotation axis direction through the stator without the use of non-magnetic material, easily, and it is possible to inexpensively realize.
４３ 磁気絶縁層、１５０ エアギャップ、２４０ 固定子、２４３ 断面積減少層、３４３ 断面積減少層。 43 magnetic insulation layer, 150 an air gap, 240 stator, 243 cross-sectional area reducing layer, 343 an area reduction layer.
【特許請求の範囲】 【請求項１】 環状を成す固定子の中心部に所定の回転軸心回りに回転可能に配設した回転子と、前記固定子および前記回転子の互いに対向する部位の一方に、前記回転軸心方向に沿い、かつ相互に周方向位置をずらすように配置した複数の永久磁石と、を備えた回転電機において、 前記固定子および前記回転子の他方において前記相互に周方向位置をずらすように配置した永久磁石の相互間に対向する部位に、該回転軸心方向に沿った磁気抵抗を増大させる層を構成したことを特徴とする回転電機。 And [claimed is: 1. A rotor is disposed rotatably at a predetermined rotation axis around the center of the stator forming the annular portions facing each other of the stator and the rotor on the other hand, the along the rotation axis direction, and a plurality of permanent magnets arranged so as to shift the mutual circumferential position, in the rotary electric machine provided with a peripheral to the another in the other of said stator and said rotor rotating electric machine, characterized in that the portion facing the mutual permanent magnet arranged so as to shift the direction position, and constituting the layer for increasing the magnetic resistance along the rotation axis direction. 【請求項２】 前記回転子に前記永久磁石を配置し、かつ前記固定子において前記相互に周方向位置をずらすように配置した永久磁石の相互間に対向する部位に、非磁性材料から成る磁気絶縁層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。 Wherein placing the permanent magnet in the rotor, and the portion facing the mutual permanent magnets arranged to displace the circumferential position on the another in the stator, a magnetic made of a non-magnetic material the rotating electrical machine according to claim 1, characterized in that an insulating layer is provided. 【請求項３】 前記磁気絶縁層を、前記固定子と前記回転子との間に確保したエアギャップ長の１／３以上の厚さに構成したことを特徴とする請求項２に記載の回転電機。 The method according to claim 3, wherein said magnetic insulating layer, rotating according to claim 2, characterized by being configured to air gap length 1/3 or more of the thickness of the secured between the rotor and the stator Denki. 【請求項４】 前記回転子に前記永久磁石を配置し、かつ前記固定子において前記相互に周方向位置をずらすように配置した永久磁石の相互間に対向する部位に、他の部分よりも横断面積の減少した断面積減少層を設けたことを特徴とする請求項１に記載の回転電機。 4. Place the permanent magnet in the rotor, and the a portion facing therebetween of permanent magnets arranged to displace the circumferential position on the another in the stator, the transverse than other portions the rotating electrical machine according to claim 1, characterized in that a reduced cross-sectional area reducing layer area.