JP2000069695A

JP2000069695A - 永久磁石ロータ

Info

Publication number: JP2000069695A
Application number: JP10235289A
Authority: JP
Inventors: Yoshinari Asano; 能成浅野; Masayuki Shindo; 正行神藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2000-03-03
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP3769943B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ロータコア内部に永久磁石を埋設した永久磁
石ロータにおいて、音，振動を低減する。【解決手段】この課題を解決するために本発明は、永
久磁石埋設用打ち抜き穴の形状は同一で、永久磁石１１
の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接する
ように設けられた長穴部１３の形状を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、永久磁石をロータ
コア内部に埋設することにより、逆突極性または順突極
性を持たせ、マグネットトルクのみならず、リラクタン
ストルクをも利用することにより、高い効率を実現でき
る永久磁石の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ロータコア内部に永久磁石を埋設
した永久磁石ロータのロータコアは、同一形状のロータ
コアシートを同一方向に積層してなっていた。図１１
に、筆者らが発明した従来の永久磁石ロータ（特願平９
−１９５３７９号公報）の断面図を示す。

【０００３】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロー
タコアシートを積層してなるロータコア５０内部に永久
磁石５１を埋設し、この永久磁石の端面に接するように
長穴部５３を設けた永久磁石ロータである。長穴部５３
は、永久磁石埋設用打ち抜き穴５２と連続してなり、そ
の形状は全積厚にわたって同一である。ロータコア５０
の端部には端版（図示せず）を設け、貫通穴５４にリベ
ットピンを通すことにより固定し、シャフト穴５５にシ
ャフトを圧入し、シャフトを中心に回転する。

【０００４】ロータコア内部に永久磁石を埋設すること
により、永久磁石飛散防止のための管が不要であり、磁
気的エアギャップを小さくできるほか、管に流れる渦電
流による損失を低減できる。また、構造の逆突極性に起
因してリラクタンストルクを利用することができるた
め、効率の高いモータを提供することができた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】以上のような従来の永
久磁石ロータにおいては、音，振動を抑えるため、スキ
ューを行うことが極めて困難であった。特に、焼結磁石
をロータコアに埋設する場合、永久磁石埋設用打ち抜き
穴を大きくする以外、ロータコアのスキューは不可能
で、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくする以外、ロー
タのスキューは不可能である。しかしながら、永久磁石
埋設用打ち抜き穴を大きくすると、永久磁石の磁極面と
ロータコアの間にエアギャップができ、パーミアンスを
低下させ、効率を低下させる。したがって、ロータコア
内部に永久磁石を埋設した永久磁石ロータにおいて、
音，振動を低減するのは困難であった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、永久磁石埋設用打ち抜き穴の形状は同一
で、永久磁石のロータコアシート面における端部、正極
面の端部、あるいは負極面の端部に接するように設けら
れた長穴部の形状を変化させることにより、音，振動を
低減することを可能とした。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシ
ートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設
し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極
面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータ
であって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、
磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロ
ータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で
形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３
／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ
／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲
の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータで
あって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久
磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可
能となり、音，振動を低減することができる。

【０００８】本発明の請求項２に記載の発明は、打ち抜
かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層
してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久
磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接
するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロ
ータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界から
の角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシー
トＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロ
ータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであると
き、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θ
ｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，
Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に
永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似
的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減
することができる。

【０００９】本発明の請求項３に記載の発明は、ｉ種目
のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側
の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、
θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項１または請求
項２記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電
に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることによ
り、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実
現することができる。

【００１０】本発明の請求項４に記載の発明は、打ち抜
かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積
層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永
久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に
接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、
ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界か
らの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取
り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁
極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐで
あるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ
０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，
２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３
６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロー
タ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータで
あって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキュー
を施すことが可能であり、音，振動を低減することが可
能である。

【００１１】本発明の請求項５に記載の発明は、打ち抜
かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積
層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永
久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に
接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、
ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界か
らの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取
り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁
極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ
＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１
２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ
／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させ
たロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ
積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータ
コアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であ
り、音，振動を低減することが可能である。

【００１２】本発明の請求項６に記載の発明は、ｎ＝１
である請求項４または請求項５記載の永久磁石ロータで
あって、有効的に音，振動を低減することが可能であ
る。

【００１３】本発明の請求項７に記載の発明は、ｊ番目
のロータ回転前進側にある長穴部の、ロータ回転前進側
に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の長穴部
の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋
θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項４または請求項５ま
たは請求項６記載の永久磁石ロータであって、特に１２
０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させるこ
とにより、高いトルクを発生させることができ、高い効
率を実現することができる。

【００１４】本発明の請求項８に記載の発明は、打ち抜
かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積
層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永
久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に
近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁
石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切
り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、
θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞ
れ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータ
スロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ
０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０
／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永
久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋
設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキュー
を施すことが可能となり、音，振動を低減することがで
きる。

【００１５】本発明の請求項９に記載の発明は、打ち抜
かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積
層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永
久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に
近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁
石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切
り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、
θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞ
れ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータ
スロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／
（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の
定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであ
って、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁
石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能
となり、音，振動を低減することができる。

【００１６】本発明の請求項１０に記載の発明は、ｉ種
目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進
側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとし
たとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項８ま
たは請求項９記載の永久磁石ロータであって、特に１２
０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させるこ
とにより、高いトルクを発生させることができ、高い効
率を実現することができる。

【００１７】本発明の請求項１１に記載の発明は、打ち
抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを
積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この
永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部
に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久
磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の
切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたと
き、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期
的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロ
ット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋
１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／
Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以
下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロー
タコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層し
てなる永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適
し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高
いトルクを発生させることができ、高い効率を実現する
ことができる。

【００１８】本発明の請求項１２に記載の発明は、打ち
抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを
積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この
永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部
に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久
磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の
切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたと
き、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期
的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロ
ット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／
（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定
数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然
数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコア
を、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる
永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで
擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を
低減することが可能である。

【００１９】本発明の請求項１３に記載の発明は、ｎ＝
１である請求項１１または請求項１２記載の永久磁石ロ
ータであって、有効的に音，振動を低減することが可能
である。

【００２０】本発明の請求項１４に記載の発明は、ｊ番
目のロータ回転前進側にある長穴部のロータ回転前進側
に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の切り欠き
端部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ
＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項１１または請求項
１２または請求項１３記載の永久磁石ロータであって、
特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中
させることにより、高いトルクを発生させることがで
き、高い効率を実現することができる。

【００２１】本発明の請求項１５に記載の発明は、形状
の異なるロータコアシートまたは、異なる角度のロータ
コアシートを積層したもののうち、積厚方向の端部に位
置するロータコアシートの積厚が、他の部分の積厚より
０．５mm〜２．５mm厚く積層された請求項１または請求
項２または請求項３または請求項４または請求項５また
は請求項６または請求項７または請求項８または請求項
９または請求項１０または請求項１１または請求項１２
または請求項１３または請求項１４記載の永久磁石ロー
タであって、ロータ積厚方向の端面の磁束の漏れを考慮
し、効果的に音，振動を低減することができる。

【００２２】

【実施例】（実施例１）図１は第１の実施例における永
久磁石ロータの分解斜視図を示す。図２は第１の実施例
における永久磁石ロータの断面図を示す。図３は、第１
の実施例における永久磁石ロータのコギングトルクおよ
びトルクリップルの低減原理を説明する図である。

【００２３】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロ
ータコアシートを積層してなるロータコア１０ａ，１０
ｂ，１０ｃ，１０ｄ内部に永久磁石１１を埋設し、この
永久磁石１１の端面に接するように長穴部１３ａ，１３
ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ
を設けた４極の永久磁石ロータである。ロータ回転方向
がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴
部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの磁極境界からの角
度をθｊとしたとき、θｊが４通りの値を取り、ステー
タスロット数が、１２（＝４×３）であり、分布巻のと
き、θｊ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，
２６．２５°であり、それぞれ９０°ずつ回転させたロ
ータコアを、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層
してなる。また、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴
部の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロー
タ回転後進側の長穴部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ
の磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θ’ｊ＝２
６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°
であり、θｊ＋θ’ｊ＝３０°となる。これにより、ロ
ータコアを積層したとき、ある磁極のロータ回転前進側
または後進側の長穴部の形状は、計４通りできることに
なる。なお、θｊおよびθ’ｊそれぞれの順序は特に問
わない。

【００２４】以下、図３を用いて、トルクリップルを低
減する原理について説明する。図３は、磁極の境界部の
同一ロータ位置における長穴部とステータティースとの
関係を示している。磁極面１９から出た磁束は、回転方
向Ｒに向かって長穴部１３ｃに沿ってステータティース
１７にわたる。しかし、ステータにはスロット１８が存
在するため、スロット部は磁気抵抗が大きくなる。長穴
部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとスロットとの位置
関係は、ロータ同位置において４通りあり、長穴部先端
部とスロットとの位置関係は、ティース間の間隔を４等
分したものである。したがって、長穴先端部からステー
タティースにわたる磁束は、７．５°毎にスロットを通
過するため、長穴部がすべて同一形状の時、３０°毎に
スロットを通過する場合と比較しリップル数は４倍とな
り、リップル量はおよそ１／４に低減されることにな
る。また、前記特願平９−１９５３７９号公報にて説明
している通り、θｊ＋θ’ｊ＝３０°（＝１２０／４）
であるとき、トルクが最大となり、コギングトルクが極
小となる。また、長穴部の存在により、永久磁石の正磁
極面から負磁極面に短絡する磁束量を低減することが可
能である。

【００２５】本構成は、ロータコア形状が１種類でよ
く、金型費用等も有利である。また、永久磁石数を増や
すことなく、容易に擬似的にスキューを施すことがで
き、音，振動を低減することが可能である。

【００２６】なお、ここで磁極境界は９０°毎で等間隔
であるとし、ステータティース間隔も等間隔である。ま
た、θｊおよびθ’ｊが最小の場合、長穴部にまで永久
磁石が存在してもかまわない。

【００２７】なお、積厚方向の両端は、磁束が漏れたり
するため、異なる角度のロータコアシートを積層したも
ののうち、積厚方向の端部に位置するロータコア１０
ａ，１０ｄの積厚が、他の部分１０ｂ，１０ｃの積厚よ
り若干厚めに積層するとよい。積厚や磁石形状の寸法公
差などを考え、積厚差は０．５mm以上、漏れ磁束量を考
慮すると２．５mm以下が望ましい。

【００２８】（実施例２）図４は第２の実施例における
永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図５は第２の実施
例における永久磁石ロータの断面図を示す。図６は第２
の実施例における永久磁石ロータのコギングトルクおよ
びトルクリップルの低減原理を説明する図である。

【００２９】構成および作用について、実施例１と同様
の内容については、省略する。ロータコア２０ａ，２０
ｂ，２０ｃ，２０ｄは、長穴部の形状の違いにより４種
類ある。ステータスロット数は６（＝４×３／２）であ
り、突極集中巻である。

【００３０】長穴部の形状は、１種類のロータコアにお
いては、永久磁石のロータ回転の前進側または後進側そ
れぞれにおいて、４磁極とも同一形状である。ロータコ
アのロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロー
タ回転前進側の長穴部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ
の磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉが４通り
の値を取り、θｉ＝３．７５°，１１．２５°，１８．
７５°，２６．２５°であり、それぞれロータ積厚の略
１／４倍ずつ積層してなる。また、ｉ種目のロータコア
にあるロータ回転後進側の長穴部２６ａ，２６ｂ，２６
ｃ，２６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、
θ’ｉ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、
３．７５°であり、θｉ＋θ’ｉ＝３０°となる。

【００３１】これにより、ロータコアを積層したとき、
ある磁極のロータ回転前進側または後進側の長穴部の形
状は、計４通りできることになる。なお、θｉおよび
θ’ｉそれぞれの順序は特に問わない。

【００３２】以下、図６を用いて、トルクリップルを低
減する原理について説明する。図６は、ある磁極の同一
ロータ位置における長穴部とステータティースとの関係
を示している。磁極面２９ａから出た磁束は、回転方向
Ｒに向かって長穴部２３ｄに沿って、ステータティース
２７ａまたは２７ｃにわたる。しかし、ステータにはス
ロット２８が存在するため、スロット部は磁気抵抗が大
きくなる。同様に、磁極面２９ｂから出た磁束は、回転
方向Ｒに向かって長穴部２３ｄに沿って、ステータティ
ース２７ｂにわたる。これは、磁極面２９ａに接する長
穴部とステータティースとの位置関係と、３０°ずれて
いる。同様に、長穴部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ
とスロットとの位置関係は、ロータ同位置において８通
りあり、長穴部先端部とスロットとの位置関係は、ティ
ース間の間隔を８等分したものである。したがって、長
穴先端部からステータティースにわたる磁束は、７．５
°毎にスロットを通過するため、長穴部がすべて同一形
状の時、３０°毎にスロットを通過する場合と比較し、
リップル数は４倍となり、リップル量はおよそ１／４に
低減されることになる。また、前記特願平９−１９５３
７９号公報にて説明している通り、θｉ＋θ’ｉ＝３０
°（＝１２０／４）であるとき、トルクが最大となりコ
ギングトルクが極小となる。また、長穴部の存在により
永久磁石の正磁極面から負磁極面に短絡する磁束量を低
減することが可能である。

【００３３】また、同一コアシート内で、各磁極毎に長
穴部の形状は同一であり、半径方向のアンバランスが発
生しない。

【００３４】（実施例３）図７は第３の実施例における
永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図８は第３の実施
例における永久磁石ロータの断面図を示す。

【００３５】構成および作用について、実施例２と同様
の内容については省略する。永久磁石１１の端面に近接
した位置のロータ外周に、切り欠き３３ａ，３３ｂ，３
３ｃ，３３ｄを設けた４極の永久磁石ロータである。

【００３６】ロータコア３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０
ｄは、切り欠きの位置の違いにより４種類ある。ステー
タスロット数は６（＝４×３／２）または１２（＝４×
３）である。

【００３７】切り欠きの位置は、１種類のロータコアに
おいては、永久磁石のロータ回転の前進側または後進側
それぞれにおいて、４磁極とも同一位置である。ロータ
コアのロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロ
ータ回転前進側の切り欠きの端部３５ａ，３５ｂ，３５
ｃ，３５ｄの磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θ
ｉが４通りの値を取り、θｉ＝３．７５°，１１．２５
°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれロー
タ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｉ種目の
ロータコアにあるロータ回転後進側の切り欠きの端部３
６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄの磁極境界からの角度を
θ’ｉとしたとき、θ’ｉ＝２６．２５°、１８．７５
°、１１．２５°、３．７５°であり、θｉ＋θ’ｉ＝
３０°となる。

【００３８】作用および効果については、実施例２と同
様であるので省略する。本構成においては、永久磁石端
部が切り欠きの奥にあり、減磁界がかかりにくいため、
減磁耐力に優れているといえる。

【００３９】（実施例４）図９は第４の実施例における
永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図１０は第４の実
施例における永久磁石ロータの断面図を示す。

【００４０】構成および作用について、実施例１と同様
の部分については省略する。打ち抜かれた電磁鋼板から
なる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコ
ア４０ａ，４０ｂ内部に永久磁石４１ａ，４２ｂを埋設
し、この永久磁石４１ａ，４１ｂのロータ回転前進側の
端面に接するように長穴部４３ａ，４３ｂを設けた４極
の永久磁石ロータである。長穴部４３ａ，４３ｂは、４
極のうち２極分だけ設けられている。

【００４１】１極当りの永久磁石をロータ半径方向に２
分割し、外周側の永久磁石４１ａおよび内周側の永久磁
石４１ｂのそれぞれの端部がロータ外周に近接する位置
まで伸びたように構成することにより、突極比を向上さ
せリラクタンストルクを大きくすることができる（特開
平８−３３１７８３号公報）。また、ロータの回転の前
進側に位置する永久磁石の端部の間隔を、ロータの回転
の後進側に位置する永久磁石の端部の間隔より大きくす
ることにより、特定箇所での磁束の密集を緩和させ鉄損
を減じることができる（特開平８−３３６２４６号公
報）。

【００４２】ロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁
極のロータ回転前進側の長穴部４３ａ，４３ｂの磁極境
界からの角度をθ２，δ２としたとき、外周側の永久磁
石４１ａについてはθ２＝３１°、内周側の永久磁石４
１ｂについてはδ２＝１７°である。また、隣接する磁
極のロータ回転前進側には長穴部がなく、磁極のロータ
回転前進側のロータ外周部に近接する部分の、磁極境界
からの角度θ１，δ１は、外周側の永久磁石４１ａにつ
いてはθ１＝２３．５°、内周側の永久磁石４１ｂにつ
いてはδ１＝９．５°である。ステータスロット数が、
２４（＝４×６）であり、分布巻のとき、θｊ＝１６＋
６０・ｊ・２／（４²）、δｊ＝２＋６０・ｊ・２／
（４²）が成り立つ。それぞれ９０°ずつ回転させたロ
ータコアを、それぞれロータ積厚の略１／２倍ずつ積層
してなる。

【００４３】効果については、実施例１と同様であるの
で省略する。なお、上記の実施例においては、４極の永
久磁石モータについて説明したが、極数、ロータコアや
永久磁石の形状、ステータの形状などはこれらに限定さ
れることなく、本発明の主旨にしたがって種々の変形が
可能であり、これらを発明の範囲から排除するものでは
ない。

【００４４】

【発明の効果】以上のように請求項１および請求項２に
記載の発明によれば、ロータ磁極間の磁束の漏れを低減
させつつ、半径方向にアンバランスを発生することな
く、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振
動を低減することができる。

【００４５】請求項３に記載の発明によれば、磁束を電
気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発
生させることができ、高い効率を実現することができ
る。

【００４６】請求項４および請求項５に記載の発明によ
れば、ロータ磁極間の磁束の漏れを低減させつつ、１種
類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが
可能であり、音，振動を低減することが可能である。

【００４７】請求項６に記載の発明によれば、有効的に
音，振動を低減することが可能である。

【００４８】請求項７に記載の発明によれば、磁束を電
気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発
生させることができ、高い効率を実現することができ
る。

【００４９】請求項８および請求項９に記載の発明によ
れば、減磁耐力を向上させつつ、半径方向にアンバラン
スを発生することなく、擬似的にスキューを施すことが
可能となり、音，振動を低減することができる。

【００５０】請求項１０に記載の発明によれば、磁束を
電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを
発生させることができ、高い効率を実現することができ
る。

【００５１】請求項１１および請求項１２に記載の発明
によれば、減磁耐力を向上させつつ、１種類のロータコ
アシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、
音，振動を低減することが可能である。

【００５２】請求項１３に記載の発明によれば、有効的
に音，振動を低減することが可能である。

【００５３】請求項１４に記載の発明によれば、磁束を
電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを
発生させることができ、高い効率を実現することができ
る。

【００５４】請求項１５に記載の発明によれば、ロータ
積厚方向の端面の磁束の漏れを考慮し、効果的に音，振
動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの
分解斜視図

【図２】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの
断面図

【図３】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの
原理を説明する図

【図４】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの
分解斜視図

【図５】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの
断面図

【図６】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの
原理を説明する図

【図７】本発明の第３の実施例による永久磁石ロータの
分解斜視図

【図８】本発明の第３の実施例による永久磁石ロータの
断面図

【図９】本発明の第４の実施例による永久磁石ロータの
分解斜視図

【図１０】本発明の第４の実施例による永久磁石ロータ
の断面図

【図１１】従来の永久磁石ロータの断面図

【符号の説明】

１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄロータコア１１永久磁石１２永久磁石埋設用打ち抜き穴１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，１
６ｃ，１６ｄ長穴部１４リベットピン用穴１５シャフト用穴１７ティース１８スロット１９磁極面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロ
ータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁
石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、ある
いは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁
石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長
穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの
異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同
一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロッ
ト数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１
２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐと
なる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石
ロータ。
【請求項２】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロ
ータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁
石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、ある
いは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁
石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長
穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの
異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同
一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロッ
ト数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・
Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、
ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータ。
【請求項３】ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁
極のロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度
をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐであ
る、請求項１または請求項２記載の永久磁石ロータ。
【請求項４】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形の
ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久
磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あ
るいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久
磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の
長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊ
がＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回
繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が
３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・
ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる
範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下
の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータ
コアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層して
なる永久磁石ロータ。
【請求項５】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形の
ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久
磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あ
るいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久
磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の
長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊ
がＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回
繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が
６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）
（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，
２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３
６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロー
タ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項６】ｎ＝１である請求項４または請求項５記
載の永久磁石ロータ。
【請求項７】ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部
の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ
回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｊと
したとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項４
または請求項５または請求項６記載の永久磁石ロータ。
【請求項８】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形の
ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久
磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あ
るいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り
欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極の
ロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角
度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ
種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ
磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐ
であるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ
０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，
２，…，Ｎ）である永久磁石ロータ。
【請求項９】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形の
ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久
磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あ
るいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り
欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極の
ロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角
度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ
種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ
磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θ
ｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１
２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）であ
る永久磁石ロータ。
【請求項１０】ｉ種目のロータコアシートの、ロータ
磁極のロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界か
らの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／
Ｐである、請求項８または請求項９記載の永久磁石ロー
タ。
【請求項１１】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形
のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永
久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、
あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切
り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極
のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの
角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、
それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数
がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐである
とき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は
０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ
／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／
Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略
ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項１２】打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形
のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永
久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、
あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切
り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極
のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの
角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、
それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数
がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ
０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０
／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎは
Ｐ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転さ
せたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ず
つ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項１３】ｎ＝１である請求項１１または請求項
１２記載の永久磁石ロータ。
【請求項１４】ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴
部のロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ
回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度を
θ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、
請求項１１または請求項１２または請求項１３記載の永
久磁石ロータ。
【請求項１５】形状の異なるロータコアシートまた
は、異なる角度のロータコアシートを積層したもののう
ち、積厚方向の端部に位置するロータコアシートの積厚
が、他の部分の積厚より０．５mm〜２．５mm厚く積層さ
れた請求項１または請求項２または請求項３または請求
項４または請求項５または請求項６または請求項７また
は請求項８または請求項９または請求項１０または請求
項１１または請求項１２または請求項１３または請求項
１４記載の永久磁石ロータ。