JP2000078784A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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- JP2000078784A JP2000078784A JP10246709A JP24670998A JP2000078784A JP 2000078784 A JP2000078784 A JP 2000078784A JP 10246709 A JP10246709 A JP 10246709A JP 24670998 A JP24670998 A JP 24670998A JP 2000078784 A JP2000078784 A JP 2000078784A
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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
を維持したままリラクタンストルクを上げ、かつロータ
コアの強度を保つ。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石電動機にお
いて、ロータコア１０の１極当り断面台形の永久磁石１
１を１つ用い、この永久磁石１１の断面台形の上辺を当
該中心孔４に向けるとともに、この上辺と当該中心孔４
との間隔を所定値ｌとし、かつ前記断面台形の底辺をロ
ータコア１０の外周に向け、この断面台形の永久磁石１
１をロータコア１１の円周方向に４つ等間隔に埋設し、
この隣接している永久磁石１１を異極とする。永久磁石
１１と中心孔４との間の領域でｑ軸上にかしめ部１２を
形成し、永久磁石１１とロータコア１０の外周との間の
領域でリベット１３を通す。
を維持したままリラクタンストルクを上げ、かつロータ
コアの強度を保つ。 【解決手段】 インナーロータ型の永久磁石電動機にお
いて、ロータコア１０の１極当り断面台形の永久磁石１
１を１つ用い、この永久磁石１１の断面台形の上辺を当
該中心孔４に向けるとともに、この上辺と当該中心孔４
との間隔を所定値ｌとし、かつ前記断面台形の底辺をロ
ータコア１０の外周に向け、この断面台形の永久磁石１
１をロータコア１１の円周方向に４つ等間隔に埋設し、
この隣接している永久磁石１１を異極とする。永久磁石
１１と中心孔４との間の領域でｑ軸上にかしめ部１２を
形成し、永久磁石１１とロータコア１０の外周との間の
領域でリベット１３を通す。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は空気調和機や冷蔵
庫等に用いるインナーロータ型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およびリラクタンス
トルクを有効利用して高効率化を可能とする永久磁石電
動機に関するものである。
庫等に用いるインナーロータ型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およびリラクタンス
トルクを有効利用して高効率化を可能とする永久磁石電
動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】インナーロータを有する永久磁石電動機
としては、例えば図４に示す構成のものが提案されてい
る。
としては、例えば図４に示す構成のものが提案されてい
る。
【０００３】図４において、ステータコア１内の磁石埋
込型界磁鉄心（ロータコア）２は、ほぼ断面扇状の永久
磁石３を１極当り１個埋設してなるとともに、円周方向
に極数分だけ等間隔に配置し、かつそれら隣接する永久
磁石３を異極としている。なお、４はシャフトを通す孔
（中心孔；軸孔）、５はリベット、６，７はかしめ部で
ある。
込型界磁鉄心（ロータコア）２は、ほぼ断面扇状の永久
磁石３を１極当り１個埋設してなるとともに、円周方向
に極数分だけ等間隔に配置し、かつそれら隣接する永久
磁石３を異極としている。なお、４はシャフトを通す孔
（中心孔；軸孔）、５はリベット、６，７はかしめ部で
ある。
【０００４】ここに、永久磁石による空隙部（ステータ
コアの歯と永久磁石との間）の磁束分布が正弦波状にな
っているものとすると、永久磁石電動機のトルクＴはＴ
＝Ｐｎ｛Φａ・Ｉａ・ｃｏｓβ−０．５（Ｌｄ−Ｌｑ）
・Ｉ２・ｓｉｎ２β｝で表される。なお、Ｔは出力トル
ク、Φａはｄ，ｑ座標軸上の永久磁石による電機子鎖交
磁束、Ｌｄ，Ｌｑはｄ，ｑ軸インダクタンス、Ｉａは
ｄ，ｑ座標軸上の電機子電流の振幅、βはｄ，ｑ座標軸
上の電機子電流のｑ軸からの進み角、Ｐｎは極対数であ
る。
コアの歯と永久磁石との間）の磁束分布が正弦波状にな
っているものとすると、永久磁石電動機のトルクＴはＴ
＝Ｐｎ｛Φａ・Ｉａ・ｃｏｓβ−０．５（Ｌｄ−Ｌｑ）
・Ｉ２・ｓｉｎ２β｝で表される。なお、Ｔは出力トル
ク、Φａはｄ，ｑ座標軸上の永久磁石による電機子鎖交
磁束、Ｌｄ，Ｌｑはｄ，ｑ軸インダクタンス、Ｉａは
ｄ，ｑ座標軸上の電機子電流の振幅、βはｄ，ｑ座標軸
上の電機子電流のｑ軸からの進み角、Ｐｎは極対数であ
る。
【０００５】前記数式において、第１項は永久磁石によ
るマグネットトルクであり、第２の２項はｄ軸インダク
タンスとｑ軸インダクタンスとの差によって生じるリラ
クタンストルクである。なお、詳しくは、Ｔ．ＩＥＥＥ
Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ．１１７―Ｄ，Ｎｏ７，１９９７
の論文を参照されたい。
るマグネットトルクであり、第２の２項はｄ軸インダク
タンスとｑ軸インダクタンスとの差によって生じるリラ
クタンストルクである。なお、詳しくは、Ｔ．ＩＥＥＥ
Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ．１１７―Ｄ，Ｎｏ７，１９９７
の論文を参照されたい。
【０００６】また、前記論文によると、各極の永久磁石
を多層構造とすることにより、リラクタンストルクを有
効利用することが記載されている。例えば、ステータコ
ア１内のロータコアは、断面円弧状の永久磁石を１極当
り２個配置し、つまり２層構造になっている。これは前
述した１極当り１個（１層）の場合と比較して、ｄ軸イ
ンダクタンスＬｄが小さく、ｑ軸インダクタンスＬｑが
大幅に大きくなり、これにより前記数式におけるパラメ
ータのインダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値が大きく、
その結果モータトルクＴが大きくなる。
を多層構造とすることにより、リラクタンストルクを有
効利用することが記載されている。例えば、ステータコ
ア１内のロータコアは、断面円弧状の永久磁石を１極当
り２個配置し、つまり２層構造になっている。これは前
述した１極当り１個（１層）の場合と比較して、ｄ軸イ
ンダクタンスＬｄが小さく、ｑ軸インダクタンスＬｑが
大幅に大きくなり、これにより前記数式におけるパラメ
ータのインダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値が大きく、
その結果モータトルクＴが大きくなる。
【０００７】このように、リラクタンストルクを有効利
用すれば、モータトルクＴの増大を図ることができ、１
極当りの永久磁石を多層構造にすれば、リラクタンスト
ルクをより有効利用することになる。詳細は、前記論文
を参照されたい。
用すれば、モータトルクＴの増大を図ることができ、１
極当りの永久磁石を多層構造にすれば、リラクタンスト
ルクをより有効利用することになる。詳細は、前記論文
を参照されたい。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記永久磁
石電動機において、ほぼ断面扇状の永久磁石３と中心孔
４との距離ｌはロータコア（コアシート）の強度上から
最小限の寸法とする必要があり（図５参照）、ロータコ
ア２内にはどうしても磁石のない無駄な領域（同図の波
線矢印ａ，ｂ参照）が生じてしまう。なお、図５は図４
に示すロータコアの拡大図である。
石電動機において、ほぼ断面扇状の永久磁石３と中心孔
４との距離ｌはロータコア（コアシート）の強度上から
最小限の寸法とする必要があり（図５参照）、ロータコ
ア２内にはどうしても磁石のない無駄な領域（同図の波
線矢印ａ，ｂ参照）が生じてしまう。なお、図５は図４
に示すロータコアの拡大図である。
【０００９】しかも、永久磁石の使用量（磁石量）を多
くするために、断面扇状の孤の曲率半径を大きくする
と、その無駄な領域が大きくなってしまい、それに伴っ
て、永久磁石３とロータコア１の外周との間の領域（図
５の実線矢印ｃ参照）が小さくなる。その結果、ｑ軸イ
ンダクタンスが小さくなってｄ軸とのインダクタンス差
が小さくなるため、リラクタンストルクが小さくり、ひ
いてはモータの効率向上が図れない。
くするために、断面扇状の孤の曲率半径を大きくする
と、その無駄な領域が大きくなってしまい、それに伴っ
て、永久磁石３とロータコア１の外周との間の領域（図
５の実線矢印ｃ参照）が小さくなる。その結果、ｑ軸イ
ンダクタンスが小さくなってｄ軸とのインダクタンス差
が小さくなるため、リラクタンストルクが小さくり、ひ
いてはモータの効率向上が図れない。
【００１０】また、前記論文に記載されている多層構造
の永久磁石を有するロータコアの場合には、前述したよ
うな欠点を解消することができるが、１極当り複数個の
永久磁石を使用することから、製造コストが高くなる。
したがって、製造コスト面では１極当り１つの永久磁石
を使用することが好ましい。
の永久磁石を有するロータコアの場合には、前述したよ
うな欠点を解消することができるが、１極当り複数個の
永久磁石を使用することから、製造コストが高くなる。
したがって、製造コスト面では１極当り１つの永久磁石
を使用することが好ましい。
【００１１】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１極当り１つの永久磁石を使用し、ロ
ータコアの強度を低下させることなくマグネットトルク
を維持することにより、リラクタンストルクの有効利用
を図ることができ、ひいてはモータの効率を上げること
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。
あり、その目的は１極当り１つの永久磁石を使用し、ロ
ータコアの強度を低下させることなくマグネットトルク
を維持することにより、リラクタンストルクの有効利用
を図ることができ、ひいてはモータの効率を上げること
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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、この発明はステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコアの１極当り断面台形の永久磁石を１
つ用い、該永久磁石の断面台形の上辺を当該中心孔に向
けるとともに、該上辺と当該中心孔との間隔を所定値と
し、かつ前記断面台形の底辺を前記ロータコアの外周に
向け、該断面台形の永久磁石を前記ロータコアの円周方
向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接している永
久磁石を異極としてなることを特徴としている。
に、この発明はステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコアの１極当り断面台形の永久磁石を１
つ用い、該永久磁石の断面台形の上辺を当該中心孔に向
けるとともに、該上辺と当該中心孔との間隔を所定値と
し、かつ前記断面台形の底辺を前記ロータコアの外周に
向け、該断面台形の永久磁石を前記ロータコアの円周方
向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接している永
久磁石を異極としてなることを特徴としている。
【００１３】この発明はステータコア内に磁石埋込型界
磁鉄心（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機に
おいて、前記ロータコアの１極当り断面台形の永久磁石
を１つとして同永久磁石の上辺を当該中心孔に向けると
ともに、該上辺と当該中心孔との間隔を所定値とし、か
つ該断面台形の底辺を前記ロータコアの外周に向けて当
該極数分だけ等間隔に埋設するために、予め断面台形の
孔を設ける一方、少なくとも前記永久磁石の断面台形の
底辺側両角を面取りし前記孔に埋設し、かつ該隣接して
いる永久磁石を異極とし、該永久磁石の両端側にフラッ
クスバリアを形成するようにしたことを特徴としてい
る。
磁鉄心（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機に
おいて、前記ロータコアの１極当り断面台形の永久磁石
を１つとして同永久磁石の上辺を当該中心孔に向けると
ともに、該上辺と当該中心孔との間隔を所定値とし、か
つ該断面台形の底辺を前記ロータコアの外周に向けて当
該極数分だけ等間隔に埋設するために、予め断面台形の
孔を設ける一方、少なくとも前記永久磁石の断面台形の
底辺側両角を面取りし前記孔に埋設し、かつ該隣接して
いる永久磁石を異極とし、該永久磁石の両端側にフラッ
クスバリアを形成するようにしたことを特徴としてい
る。
【００１４】この場合、前記隣接している異極の永久磁
石の斜辺はｑ軸に沿って平行であり、かつ該隣接してい
る異極の永久磁石の間隔は所定値として前記ロータコア
外周部と当該中心部とを連結すると好ましい。
石の斜辺はｑ軸に沿って平行であり、かつ該隣接してい
る異極の永久磁石の間隔は所定値として前記ロータコア
外周部と当該中心部とを連結すると好ましい。
【００１５】前記永久磁石と前記中心孔との間の領域
で、かつｑ軸付近にかしめ部を形成し、前記永久磁石と
前記ロータコアの外周との間の領域にリベットを通すと
好ましい。
で、かつｑ軸付近にかしめ部を形成し、前記永久磁石と
前記ロータコアの外周との間の領域にリベットを通すと
好ましい。
【００１６】前記永久磁石はフェライト磁石であるとよ
い。
い。
【００１７】前記ロータコアを組み込んでブラシレスＤ
Ｃモータとするとよい。
Ｃモータとするとよい。
【００１８】
【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３と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。
１ないし図３を参照して詳しく説明する。なお、図中、
図３と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。
【００１９】この発明の永久磁石電動機は、１極当り１
つの永久磁石を断面台形形状にすれば、永久磁石の間隔
が狭くなって無駄なスペースを省ける一方、永久磁石の
使用量を減らすことなく、永久磁石と中心孔との間隔を
必要程度とれ、かつ永久磁石とロータコアの外周との間
の領域が広くなることに着目したものである。
つの永久磁石を断面台形形状にすれば、永久磁石の間隔
が狭くなって無駄なスペースを省ける一方、永久磁石の
使用量を減らすことなく、永久磁石と中心孔との間隔を
必要程度とれ、かつ永久磁石とロータコアの外周との間
の領域が広くなることに着目したものである。
【００２０】そのため、図１および図２示すように、こ
の三相四極の永久磁石電動機のロータコア（磁石埋込型
界磁鉄心）１０は、１極当り１つの断面台形形状の永久
磁石（例えばフェライト磁石）１１を用い、この断面台
形形状の上辺を中心孔４に向け、その底辺をコア外周に
向けて配置し、この永久磁石１１を円周方向に４つ埋設
し、かつ隣接する極の永久磁石１１を異極にして埋設し
ている。
の三相四極の永久磁石電動機のロータコア（磁石埋込型
界磁鉄心）１０は、１極当り１つの断面台形形状の永久
磁石（例えばフェライト磁石）１１を用い、この断面台
形形状の上辺を中心孔４に向け、その底辺をコア外周に
向けて配置し、この永久磁石１１を円周方向に４つ埋設
し、かつ隣接する極の永久磁石１１を異極にして埋設し
ている。
【００２１】また、隣接する永久磁石１１の斜辺は平行
であり、これにより図５に示す波線矢印ａ，ｂに対応す
る領域（無駄な領域）を省くことができ、つまりマグネ
ットで埋めることができる。したがって、その領域分永
久磁石１１の使用量（磁石量）が増え、後述する断面台
形とコア外周との間の領域が広くなる分、永久磁石１１
の使用量が減ってもトータルの使用量としては従来と変
わらず、マグネットトルクの維持が可能である。
であり、これにより図５に示す波線矢印ａ，ｂに対応す
る領域（無駄な領域）を省くことができ、つまりマグネ
ットで埋めることができる。したがって、その領域分永
久磁石１１の使用量（磁石量）が増え、後述する断面台
形とコア外周との間の領域が広くなる分、永久磁石１１
の使用量が減ってもトータルの使用量としては従来と変
わらず、マグネットトルクの維持が可能である。
【００２２】さらに、各永久磁石１１の断面台形の底辺
が直線であるため、この底辺とコア外周との間の領域
（図４に示す実線矢印ｃに対応する領域）が従来より広
くなり、つまりステータコア１からの磁束の路（磁路）
をより確保することができる。これにより、インダクタ
ンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値が大きくなってリラクタンス
トルクが大きくなる。
が直線であるため、この底辺とコア外周との間の領域
（図４に示す実線矢印ｃに対応する領域）が従来より広
くなり、つまりステータコア１からの磁束の路（磁路）
をより確保することができる。これにより、インダクタ
ンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値が大きくなってリラクタンス
トルクが大きくなる。
【００２３】この場合、永久磁石１１の上辺と中心孔４
との間の距離ｌは従来同様に最小限の寸法とする。これ
により、中心孔４の周りではリベット通しが難しいとは
いうものの、かしめ部１２をその中心孔４の周りでｑ軸
上に形成することができるとともに、前述したように、
永久磁石１１とコア外周との間の領域が広くなることか
ら、リベット１３をその領域に通すことができる。
との間の距離ｌは従来同様に最小限の寸法とする。これ
により、中心孔４の周りではリベット通しが難しいとは
いうものの、かしめ部１２をその中心孔４の周りでｑ軸
上に形成することができるとともに、前述したように、
永久磁石１１とコア外周との間の領域が広くなることか
ら、リベット１３をその領域に通すことができる。
【００２４】また、前記永久磁石１１の断面台形の両角
部を所定曲率の曲面（Ｒ面）としたり、もしくはその両
角部をカットするなどして面取りすることが好ましい。
これによれば、永久磁石１１の製造時やロータコア１０
に埋め込む際に、その角部分の欠け等を防止することが
できる。
部を所定曲率の曲面（Ｒ面）としたり、もしくはその両
角部をカットするなどして面取りすることが好ましい。
これによれば、永久磁石１１の製造時やロータコア１０
に埋め込む際に、その角部分の欠け等を防止することが
できる。
【００２５】また、図３に示すように、ロータコア２０
に埋設する永久磁石２１の断面台形の両底辺の角をより
大きいＲとし（より大きく丸め）、永久磁石２１の端部
にフラックスバリア１４ａ，１４ｂを形成し、磁束の漏
洩、短絡を防止する。この場合、永久磁石２１を埋設す
る孔およびフラックスバリア１４ａ，１４ｂの孔は１つ
の孔１５で済み、しかもこの孔１５に埋め込んだ永久磁
石２１がロータコア２０の回転時に動くこともない。
に埋設する永久磁石２１の断面台形の両底辺の角をより
大きいＲとし（より大きく丸め）、永久磁石２１の端部
にフラックスバリア１４ａ，１４ｂを形成し、磁束の漏
洩、短絡を防止する。この場合、永久磁石２１を埋設す
る孔およびフラックスバリア１４ａ，１４ｂの孔は１つ
の孔１５で済み、しかもこの孔１５に埋め込んだ永久磁
石２１がロータコア２０の回転時に動くこともない。
【００２６】なお、図３中、図１と同一部分には同一符
号を付して重複説明を省略し、ステータコアについては
図１を参照されたい。
号を付して重複説明を省略し、ステータコアについては
図１を参照されたい。
【００２７】前記ロータコア１０，２０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に
おいて、中心孔４、永久磁石１１の埋設孔、かしめ部１
２、リベット１３を通す孔を打ち抜き、図２に示すよう
に、自動的にプレスし、コアシート１０ａをかしめなが
ら積層してロータコア１０を形成する。なお、図３に示
すロータコア２０の場合には、永久磁石１１の埋設孔と
フラックスバリア１４ａ，１４ｂの孔とは一体化した孔
１５として打ち抜く。
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に
おいて、中心孔４、永久磁石１１の埋設孔、かしめ部１
２、リベット１３を通す孔を打ち抜き、図２に示すよう
に、自動的にプレスし、コアシート１０ａをかしめなが
ら積層してロータコア１０を形成する。なお、図３に示
すロータコア２０の場合には、永久磁石１１の埋設孔と
フラックスバリア１４ａ，１４ｂの孔とは一体化した孔
１５として打ち抜く。
【００２８】しかる後、成形した低コストのフェライト
磁石を永久磁石１１，２０の孔に埋設し、かつ永久磁石
１１，２１を厚さ方向（ロータコア１０の径方向）に磁
化、着磁する。
磁石を永久磁石１１，２０の孔に埋設し、かつ永久磁石
１１，２１を厚さ方向（ロータコア１０の径方向）に磁
化、着磁する。
【００２９】また、図２に示すように、ロータコア１
０，２０の両端部に蓋をした後、リベット１３を通して
かしめて当該ロータコア１０，２０の製造が終了する。
したがって、ロータコア１０，２０の製造コストは従来
と殆ど同じに済む。
０，２０の両端部に蓋をした後、リベット１３を通して
かしめて当該ロータコア１０，２０の製造が終了する。
したがって、ロータコア１０，２０の製造コストは従来
と殆ど同じに済む。
【００３０】図１について追加的に説明すると、これ
は、永久磁石電動機を三相四極モータとした場合であ
り、２４スロットのステータコア１０にはＵ相、Ｖ相お
よびＷ相の電機子巻線が施されており、外径側の電機子
巻線がＵ相、内径側の電機子巻線がＷ相、その中間の電
機子巻線がＶ相になっているが、スロット数や電機子巻
線数が異なってもよい。
は、永久磁石電動機を三相四極モータとした場合であ
り、２４スロットのステータコア１０にはＵ相、Ｖ相お
よびＷ相の電機子巻線が施されており、外径側の電機子
巻線がＵ相、内径側の電機子巻線がＷ相、その中間の電
機子巻線がＶ相になっているが、スロット数や電機子巻
線数が異なってもよい。
【００３１】また、前述したロータコア１０をブラシレ
スＤＣモータに利用し、例えば空気調和機のコンプレッ
サ等に適用すれば、空気調和機の性能アップ、信頼性の
向上が図れる。
スＤＣモータに利用し、例えば空気調和機のコンプレッ
サ等に適用すれば、空気調和機の性能アップ、信頼性の
向上が図れる。
【００３２】
【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、ステータコア内に磁
石埋込型界磁鉄心（ロータコア）を配置してなる永久磁
石電動機において、前記ロータコアの１極当り断面台形
の永久磁石を１つ用い、該永久磁石の断面台形の上辺を
当該中心孔に向けるとともに、該上辺と当該中心孔との
間隔を所定値とし、かつ前記断面台形の底辺を前記ロー
タコアの外周に向け、この断面台形の永久磁石を前記ロ
ータコアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、
この隣接している永久磁石を異極としてなるので、断面
台形形状によりロータコア内を有効に利用して永久磁石
の使用量（磁石量）を減らすことなく、マグネットトル
クを維持することができる一方、ロータコアの強度を低
下させることなくステータコアからの磁束の路（磁路）
を確保することができることから、リラクタンストルク
を有効利用することができ、ひいては高効率モータを実
現することができるという効果がある。
機の請求項１記載の発明によると、ステータコア内に磁
石埋込型界磁鉄心（ロータコア）を配置してなる永久磁
石電動機において、前記ロータコアの１極当り断面台形
の永久磁石を１つ用い、該永久磁石の断面台形の上辺を
当該中心孔に向けるとともに、該上辺と当該中心孔との
間隔を所定値とし、かつ前記断面台形の底辺を前記ロー
タコアの外周に向け、この断面台形の永久磁石を前記ロ
ータコアの円周方向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、
この隣接している永久磁石を異極としてなるので、断面
台形形状によりロータコア内を有効に利用して永久磁石
の使用量（磁石量）を減らすことなく、マグネットトル
クを維持することができる一方、ロータコアの強度を低
下させることなくステータコアからの磁束の路（磁路）
を確保することができることから、リラクタンストルク
を有効利用することができ、ひいては高効率モータを実
現することができるという効果がある。
【００３３】請求項２記載の発明によると、ステータコ
ア内に磁石埋込型界磁鉄心（ロータコア）を配置してな
る永久磁石電動機において、前記ロータコアの１極当り
断面台形の永久磁石を１つとして同永久磁石の上辺を当
該中心孔に向けるとともに、この上辺と当該中心孔との
間隔を所定値とし、かつこの断面台形の底辺を前記ロー
タコアの外周に向けて当該極数分だけ等間隔に埋設する
ために、予め断面台形の孔を設ける一方、少なくとも前
記永久磁石の断面台形の底辺側両角を面取りして前記孔
に埋設し、かつ該隣接している永久磁石を異極とし、こ
の永久磁石の両端側にフラックスバリアを形成するよう
にしたので、断面台形形状によりロータコア内を有効に
利用して永久磁石の使用量（磁石量）を減らすことな
く、マグネットトルクを維持することができる一方、ロ
ータコアの強度を低下させることなくステータコアから
の磁束の路（磁路）を確保することができるため、リラ
クタンストルクを有効利用することができるばかりか、
フラックスバリアによって磁束の漏洩、短絡を防止する
ことができ、ひいてはより高効率モータを実現すること
ができるという効果がある。
ア内に磁石埋込型界磁鉄心（ロータコア）を配置してな
る永久磁石電動機において、前記ロータコアの１極当り
断面台形の永久磁石を１つとして同永久磁石の上辺を当
該中心孔に向けるとともに、この上辺と当該中心孔との
間隔を所定値とし、かつこの断面台形の底辺を前記ロー
タコアの外周に向けて当該極数分だけ等間隔に埋設する
ために、予め断面台形の孔を設ける一方、少なくとも前
記永久磁石の断面台形の底辺側両角を面取りして前記孔
に埋設し、かつ該隣接している永久磁石を異極とし、こ
の永久磁石の両端側にフラックスバリアを形成するよう
にしたので、断面台形形状によりロータコア内を有効に
利用して永久磁石の使用量（磁石量）を減らすことな
く、マグネットトルクを維持することができる一方、ロ
ータコアの強度を低下させることなくステータコアから
の磁束の路（磁路）を確保することができるため、リラ
クタンストルクを有効利用することができるばかりか、
フラックスバリアによって磁束の漏洩、短絡を防止する
ことができ、ひいてはより高効率モータを実現すること
ができるという効果がある。
【００３４】請求項３記載の発明によると、請求項１ま
たは２において前記隣接している異極の永久磁石の斜辺
はｑ軸に沿って平行であり、かつ該隣接している異極の
永久磁石の間隔は所定値として前記ロータコア外周部と
当該中心部とを連結してなるので、請求項１または２の
効果に加え、よりリラクタンストルクの発生に寄与する
ことができるという効果がある。
たは２において前記隣接している異極の永久磁石の斜辺
はｑ軸に沿って平行であり、かつ該隣接している異極の
永久磁石の間隔は所定値として前記ロータコア外周部と
当該中心部とを連結してなるので、請求項１または２の
効果に加え、よりリラクタンストルクの発生に寄与する
ことができるという効果がある。
【００３５】請求項４記載の発明によると、請求項１ま
たは２において前記永久磁石と前記中心孔との間の領域
で、かつｑ軸付近にかしめ部を形成し、前記永久磁石と
前記ロータコアの外周との間の領域にリベットを通して
なるので、請求項１または２の効果に加え、前記断面台
形形状によりかしめ部の形成およびリベット通しが余裕
をもってできるため、よりロータコアの強度を保つこと
ができるという効果がある。
たは２において前記永久磁石と前記中心孔との間の領域
で、かつｑ軸付近にかしめ部を形成し、前記永久磁石と
前記ロータコアの外周との間の領域にリベットを通して
なるので、請求項１または２の効果に加え、前記断面台
形形状によりかしめ部の形成およびリベット通しが余裕
をもってできるため、よりロータコアの強度を保つこと
ができるという効果がある。
【００３６】請求項４記載の発明によると、請求項１，
２，３または４における永久磁石はフェライト磁石であ
るので、請求項１，２，３または４の効果に加え、希土
類磁石等の高価な材料を使用しなくとも、必要なマグネ
ットトルクおよびリラクタンストルクを得ることが可能
であり、つまり低コストで高効率のモータを実現するこ
とができるという効果がある。
２，３または４における永久磁石はフェライト磁石であ
るので、請求項１，２，３または４の効果に加え、希土
類磁石等の高価な材料を使用しなくとも、必要なマグネ
ットトルクおよびリラクタンストルクを得ることが可能
であり、つまり低コストで高効率のモータを実現するこ
とができるという効果がある。
【００３７】請求項６記載の発明によると、請求項１，
２，３または４におけるロータコアを組み込んでブラシ
レスＤＣモータとしてなるので、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コンプレッサ等
のモータに適用すれば、空気調和機の性能アップ、信頼
性の向上が図られ、さらには低コスト化をも図ることが
できるという効果がある。
２，３または４におけるロータコアを組み込んでブラシ
レスＤＣモータとしてなるので、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コンプレッサ等
のモータに適用すれば、空気調和機の性能アップ、信頼
性の向上が図られ、さらには低コスト化をも図ることが
できるという効果がある。
【図１】この発明の実施の形態を説明するための永久磁
石電動機の概略的平面図。
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構成するロータコ
アの概略的断面図。
アの概略的断面図。
【図３】この発明の他の実施の形態を説明するためのロ
ータコアの概略的平面図。
ータコアの概略的平面図。
【図４】従来の永久磁石電動機を説明するための概略的
平面図。
平面図。
【図５】図４に示す永久磁石電動機を構成するロータコ
アの概略的断面図。
アの概略的断面図。
１ ステータコア ４ 中心孔（シャフト用軸孔） １０，２０ ロータコア（磁石埋込型界磁鉄心） １１，２１ 永久磁石 １２ かしめ部 １３ リベット １４ａ，１４ｂ フラックスバリア １５ 孔（永久磁石用およびフラックスバリア用）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塚本 聡 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 CA02 CA07 CA10 CA13 CB04 CB05 DD01 PP03 PP11 PP12 PP14 PP16
Claims (6)
- 【請求項１】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコアの１極当り断面台形の永久磁石を１
つ用い、該永久磁石の断面台形の上辺を当該中心孔に向
けるとともに、該上辺と当該中心孔との間隔を所定値と
し、かつ前記断面台形の底辺を前記ロータコアの外周に
向け、該断面台形の永久磁石を前記ロータコアの円周方
向に当該極数分だけ等間隔に埋設し、該隣接している永
久磁石を異極としてなることを特徴とする永久磁石電動
機。 - 【請求項２】 ステータコア内に磁石埋込型界磁鉄心
（ロータコア）を配置してなる永久磁石電動機におい
て、前記ロータコアの１極当り断面台形の永久磁石を１
つとして同永久磁石の上辺を当該中心孔に向けるととも
に、該上辺と当該中心孔との間隔を所定値とし、かつ該
断面台形の底辺を前記ロータコアの外周に向けて当該極
数分だけ等間隔に埋設するために、予め断面台形の孔を
設ける一方、少なくとも前記永久磁石の断面台形の底辺
側両角を面取りし前記孔に埋設し、かつ該隣接している
永久磁石を異極とし、該永久磁石の両端側にフラックス
バリアを形成するようにしたことを特徴とする永久磁石
電動機。 - 【請求項３】 前記隣接している異極の永久磁石の斜辺
はｑ軸に沿って平行であり、かつ該隣接している異極の
永久磁石の間隔は所定値として前記ロータコア外周部と
当該中心部とを連結してなる請求項１または２記載の永
久磁石電動機。 - 【請求項４】 前記永久磁石と前記中心孔との間の領域
で、かつｑ軸付近にかしめ部を形成し、前記永久磁石と
前記ロータコアの外周との間の領域にリベットを通して
なる請求項１または２記載の永久磁石電動機。 - 【請求項５】 前記永久磁石はフェライト磁石である請
求項１，２，３または４記載の永久磁石電動機。 - 【請求項６】 前記ロータコアを組み込んでブラシレス
ＤＣモータとしてなる請求項１，２，３または４記載の
永久磁石電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10246709A JP2000078784A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 永久磁石電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10246709A JP2000078784A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 永久磁石電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000078784A true JP2000078784A (ja) | 2000-03-14 |
Family
ID=17152483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10246709A Withdrawn JP2000078784A (ja) | 1998-09-01 | 1998-09-01 | 永久磁石電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000078784A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6853106B2 (en) | 2000-06-02 | 2005-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Brushless motor |
| JP2007006657A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Meidensha Corp | 埋込磁石同期モータ |
| US7482724B2 (en) | 2004-02-05 | 2009-01-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ipm electric rotating machine |
| US7635039B2 (en) | 2004-01-13 | 2009-12-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Series hybrid electric vehicle |
| JP2011092006A (ja) * | 2011-02-04 | 2011-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機の回転子及び送風機用電動機及び空気調和機及びポンプ及び給湯機 |
| US8525381B2 (en) | 2008-11-19 | 2013-09-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotor of electric motor and electric motor and ventilation fan and compressor |
| CN108321950A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-24 | 哈尔滨理工大学 | 一种高速永磁体同步电机转子结构 |
-
1998
- 1998-09-01 JP JP10246709A patent/JP2000078784A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6853106B2 (en) | 2000-06-02 | 2005-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Brushless motor |
| US7635039B2 (en) | 2004-01-13 | 2009-12-22 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Series hybrid electric vehicle |
| US7482724B2 (en) | 2004-02-05 | 2009-01-27 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Ipm electric rotating machine |
| JP2007006657A (ja) * | 2005-06-27 | 2007-01-11 | Meidensha Corp | 埋込磁石同期モータ |
| US8525381B2 (en) | 2008-11-19 | 2013-09-03 | Mitsubishi Electric Corporation | Rotor of electric motor and electric motor and ventilation fan and compressor |
| JP2011092006A (ja) * | 2011-02-04 | 2011-05-06 | Mitsubishi Electric Corp | 同期電動機の回転子及び送風機用電動機及び空気調和機及びポンプ及び給湯機 |
| CN108321950A (zh) * | 2018-03-09 | 2018-07-24 | 哈尔滨理工大学 | 一种高速永磁体同步电机转子结构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051101 |