JP2001218403A - 回転磁界型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸方向に分割した永久磁石を回転方向に相対的
にずらして配置した回転磁界型電動機において、永久磁
石の飛散を確実に防止すること。 【解決手段】回転子１０は、軸方向に２分割した永久磁
石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを回転方向に相対的
に所定角度ずらして配置して構成され、その永久磁石１
３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外側に、非磁性材料よ
りなる略円筒状のカバー１７が装着される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転磁界型電動機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電動機は、例えば、特開平８−
２５１８４７号公報に開示されている。該公報の電動機
は、それぞれコイルが巻着された１２極の突極磁極を有
する固定子と、８極の永久磁石を軸方向に２列設け、相
対的に回転方向に所定角度（７．５°）ずらして配置し
た回転子とから構成されている（該公報の第２の実施
例）。つまり、該公報では、回転子をスキュー効果をも
たらすように構成して、電動機のコギングトルクの低減
が図られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記構成の
電動機では、永久磁石の飛散防止対策が特になされてお
らず、永久磁石が回転子鉄心から飛散する虞があるた
め、その永久磁石の飛散を確実に防止することが望まれ
ていた。

【０００４】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、軸方向に分割した永
久磁石を回転方向に相対的にずらして配置した回転磁界
型電動機において、永久磁石の飛散を確実に防止するこ
とができる回転磁界型電動機を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、回転方向に複数極の永久
磁石を基部に固着してなる回転子と、該回転子の外側に
配置され、該回転子に回転磁界を供給すべく回転方向に
複数極の突極磁極を有する固定子とを備え、その永久磁
石を軸方向にｍ（但し、ｍは２以上の整数）分割し、そ
の分割した永久磁石をそれぞれ同一回転方向に相対的に
所定角度ずらして配置した回転磁界型電動機において、
前記永久磁石の外側に、非磁性材料よりなる略円筒状の
カバーを装着した。

【０００６】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の回転磁界型電動機において、前記カバーの内径を前記
永久磁石の外接円の直径より小さくし設定し、前記カバ
ーを前記永久磁石の外周に圧入した。

【０００７】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の回転磁界型電動機において、前記カバーはその開口部
にかしめ部を有し、該かしめ部を折り曲げることによ
り、前記カバーを前記基部に対して固定、若しくは該カ
バーの開口部に嵌挿されるリングプレートを介して前記
基部に対して固定した。

【０００８】請求項４に記載の発明は、請求項３に記載
の回転磁界型電動機において、前記リングプレートは、
その外縁部に前記かしめ部を鋭角に折り曲げ可能なテー
パ部を備える。

【０００９】請求項５に記載の発明は、請求項３又は４
に記載の回転磁界型電動機において、前記リングプレー
トの外径及び前記カバーの内径を、前記永久磁石の外接
円の直径より大きくなるように設定した。

【００１０】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか１項に記載の回転磁界型電動機において、前記
カバーは有底円筒状に形成され、その底部に前記回転子
の回転軸と相対回転不能に嵌合する嵌合孔を備える。

【００１１】従って、請求項１に記載の発明によれば、
回転子は、軸方向にｍ（但し、ｍは２以上の整数）分割
した永久磁石をそれぞれ同一回転方向に相対的に所定角
度ずらして配置して構成され、その永久磁石の外側に、
非磁性材料よりなる略円筒状のカバーが装着される。こ
れにより、永久磁石の飛散が確実に防止される。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、カバーの
内径が永久磁石の外接円の直径より小さくし設定され、
カバーが永久磁石の外周に圧入される。これにより、カ
バーが基部に対して相対的に回転したり軸方向にずれる
ことがなく、該カバーが回転子の回転に支障を来すこと
がなくなる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、カバー
は、その開口部に設けられたかしめ部を折り曲げること
により基部に対して固定、若しくは該カバーの開口部に
嵌挿されるリングプレートを介して基部に対して固定さ
れる。これにより、カバーが基部に対して相対的に回転
したり軸方向にずれることがなく、該カバーが回転子の
回転に支障を来すことがなくなる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、リングプ
レートは、その外縁部にかしめ部を鋭角に折り曲げ可能
なテーパ部が備えられる。これにより、かしめ部をかし
めた後に、該かしめ部がスプリングバックにより折り曲
げ方向と反対方向に僅かに戻っても、カバーの固定強度
が著しく低下しない。

【００１５】請求項５に記載の発明によれば、リングプ
レートの外径及びカバーの内径が、永久磁石の外接円の
直径より大きくなるように設定される。これにより、寸
法誤差により、永久磁石がリングプレートより径方向外
側に突出することが防止される。即ち、かしめ時の力が
マグネットに直接作用しなくなり、該マグネットが欠け
たり、割れたりすることがなくなる。

【００１６】請求項６に記載の発明によれば、カバーは
有底円筒状に形成され、その底部に回転子の回転軸と相
対回転不能に嵌合する嵌合孔が備えられる。これによ
り、カバーが基部に対して相対的に回転することがな
く、該カバーが回転子の回転に支障を来すことがなくな
る。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の
回転磁界型電動機１の概略構成を示す。電動機１の固定
子（ステータ）２はアウタコア３及びインナコア４を備
え、該コア３，４は複数枚の鋼板を軸方向に積層して構
成されている。アウタコア３は円環状をなしており、イ
ンナコア４は、径方向に延び、かつ回転方向に等間隔
（「４０°」間隔）に配置された９つのティース４ａ〜
４ｉを備えている。

【００１８】ティース４ａ〜４ｉの基端部（外側端部）
は、アウタコア３と連結される。ティース４ａ〜４ｉの
先端部（内側端部）は、隣接するそれと相互に連結さ
れ、この連結により円環部４ｊが形成される。そして、
各ティース４ａ〜４ｉにはコイル巻線５ａ〜５ｉがそれ
ぞれ巻着され、回転磁界を回転磁界を発生させるための
９極の突極磁極６ａ〜６ｉが構成されている。尚、本実
施形態では、回転方向に連続する３つのティース４ａ〜
４ｉ毎に、それぞれＵ・Ｖ・Ｗ相の励磁コイルがコイル
巻線５ａ〜５ｉにより構成される。

【００１９】一方、電動機１の回転子（ロータ）１０
は、図１〜図３に示すように、回転軸１１、基部１２及
び永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈとからな
り、前記固定子２の円環部４ｊ内側に回転可能に支持さ
れている。つまり、本実施形態の回転磁界型電動機１
は、８極の永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈで
構成された所謂インナロータ型の回転磁界型電動機であ
る。基部１２は磁性材料よりなり、該基部１２にはその
中心に回転軸１１が圧入されている。

【００２０】図４に示すように、基部１２は、軸方向の
中央から一方の端部の間を第１ブロック１５とし、軸方
向の中央から他方の端部の間を第２ブロック１６として
いる。第１，第２ブロック１５，１６はともに略正八角
柱状に形成され、それぞれ８つの外側面１５ａ〜１５
ｈ，１６ａ〜１６ｈを有している。ここで、図２におい
て、隣接する外側面１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜１６ｈに
垂直で、かつ回転子１０の回転中心Ｏを通る直線Ｌa1〜
Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8のなす角は、それぞれ「４５°」にな
っている。そして、各ブロック１５，１６は、その半分
の「２２．５°」だけ相対的に回転方向にずらして設け
られている。

【００２１】又、各外側面１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜１
６ｈの回転方向両端部には、それぞれ径方向に突出し、
かつ軸方向に連続して延びる８つの凸部１５ｚ，１６ｚ
が形成されている。隣接する各凸部１５ｚ，１６ｚ間
は、それぞれ永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈ
が嵌合する大きさに形成されている。

【００２２】前記基部１２の各外側面１５ａ〜１５ｈ，
１６ａ〜１６ｈには、各凸部１５ｚ，１６ｚ間に直方体
（径方向断面が長方形状）よりなる永久磁石１３ａ〜１
３ｈ，１４ａ〜１４ｈが回転方向に交互に異なる磁極と
なるように嵌合され、接着剤等により固定される。この
永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、図６に示
すように、所定大きさの直方体（又は、立方体）の永久
磁石ブロック材２０から所定厚さだけ切り出されて形成
される。

【００２３】こうして、図２〜図４に示すように、各永
久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは軸方向に第
１，第２ブロック１５，１６の２つに分割され、前記基
部１２の形状より、第１ブロック１５に固定される永久
磁石１３ａ〜１３ｈと第２ブロック１６に固定される永
久磁石１４ａ〜１４ｈの同極が相対的に回転方向に「２
２．５°」ずれるように位置決め配置される。このと
き、各永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、そ
の回転方向の中心が前記直線Ｌa1〜Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8を
通るように配置される。従って、永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈの回転方向の中心を通る前記直線Ｌ
a1〜Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8が、軸方向からみて、各ブロック
１５，１６で交互に「２２．５°」の等間隔に配置され
る。

【００２４】そして、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ
〜１４ｈは、回転時の遠心力や振動等による基部１２か
らの飛散を防止するために、その外周に非磁性金属材料
よりなる円筒状のカバー１７が装着される。カバー１７
は、図５に示すように、その内径Ｌ１が、永久磁石１３
ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外接円の直径Ｌ２より僅
かに小さくなるように設定されている。尚、従って、カ
バー１７は、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈ
の外周に圧入され、がたつくことなく装着される。

【００２５】次に、上記のように構成された電動機１の
作用を説明する。図８は、本実施形態の電動機１、即ち
条件式 Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数） の「ｎ」を「１」に設定した永久磁石磁極数Ｐが
「８」、突極磁極数Ｔが「９」であって、更に永久磁石
の軸方向の分割数ｍが「２」の電動機において、各ブロ
ック間の永久磁石の相対的な回転方向のずれ角θを０°
〜９０°／（（ｍ−１）×ｎ）、即ち０°〜９０°まで
変化させたときのコギングトルクの大きさを示してい
る。尚、同図８では、ずれ角θが「０°」、即ち各ブロ
ック間の永久磁石が相対的にずれていない場合のコギン
グトルクの大きさを「１」としている。

【００２６】同図８より、各ブロック１５，１６の永久
磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの回転方向の相対
的なずれ角が「０°〜２２．５°」に増加するに伴っ
て、コギングトルクが小さくなっていく。特に、ずれ角
θが「１０°〜２２．５°」の範囲内は、コギングトル
クの大きさが約「０．５」以下となる好ましい範囲であ
る。

【００２７】次に、ずれ角が「２２．５°〜６７．５
°」の範囲内（図８の斜線部分）においては、コギング
トルクが約「０．２」以下と小さく、好ましいように見
える。しかしながら、各ブロック１５，１６の永久磁石
１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈ間で異極同士が近づく
配置となるため、電動機１自体の出力が大きく低下して
しまう。従って、この範囲内のずれ角の設定は適さな
い。

【００２８】次に、ずれ角が「６７．５°〜９０°」に
おいては、ずれ角が「０°〜２２.５°」と対称的に変
化する。従って、詳細な説明を省略し、以下には「０°
〜２２．５°」のみ場合を記載する。

【００２９】従って、このような測定結果により、ずれ
角θを「２２．５°」に設定すれば、ずれ角の有効な範
囲内において、コギングトルクの大きさが最も小さくな
る約「０．２」となる。つまり、ずれ角θを「２２．５
°」に設定した本実施形態の電動機１は、コギングトル
クが確実に低減される。

【００３０】又、上記の回転子１０には、永久磁石１３
ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外周にカバー１７が装着
されているので、該永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜
１４ｈの飛散が確実に防止される。しかも、カバー１７
は永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外周に圧
入されているので、基部１２に対してカバー１７が相対
的に回転したり軸方向にずれることがなく、該カバー１
７が回転子１０の回転に支障を来すことはない。

【００３１】上記したように、本実施の形態によれば、
以下に示す作用効果を有する。 （１）永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外周
にはカバー１７が装着される。従って、永久磁石１３ａ
〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの飛散を確実に防止すること
ができる。

【００３２】（２）カバー１７は永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈの外周に圧入されるので、基部１２
に対してカバー１７が相対的に回転したり軸方向にずれ
ることがない。従って、カバー１７が回転子１０の回転
に支障を来すことはない。しかも、カバー１７を固定す
る手段を特別に必要としないので、部品数の増加を極力
抑えることができる。

【００３３】（３）本実施形態の永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈは直方体形状であるので、カバー１
７を装着する際、該カバー１７は永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈの角部にのみ接触しながら圧入され
る。従って、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈ
とカバー１７との摺接抵抗が小さいので、該カバー１７
を圧入し易い。

【００３４】（４）各永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ
〜１４ｈは軸方向に第１，第２ブロック１５，１６の２
つに分割され、第１ブロック１５の永久磁石１３ａ〜１
３ｈと第２ブロック１６の永久磁石１４ａ〜１４ｈの同
極が相対的に回転方向に「２２．５°」ずれて配置され
る。このようにすれば、図８に示すようにずれ角の有効
な範囲内（斜線以外の部分）において、電動機１のコギ
ングトルクを極めて小さく抑えることができる。

【００３５】（５）各永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ
〜１４ｈは、外側面１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜１６ｈの
回転方向両端部に形成された各凸部１５ｚ，１６ｚ間に
嵌め込むことにより回転方向の位置決めがなされる。従
って、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの回転
方向の位置決めを簡単かつ正確に行うことができる。

【００３６】（６）各凸部１５ｚ，１６ｚは、基部１２
（各ブロック１５，１６）にのみ設けられるので、各永
久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの形状を複雑化
しない。

【００３７】（７）本実施形態の永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈは、図６に示すように直方体である
ので、一般に多く用いられる図７に示す円弧状の永久磁
石２１と比べて形成が容易である。即ち、本実施形態の
永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、図６に示
すように、所定大きさの直方体（又は、立方体）の永久
磁石ブロック材２０から所定厚さだけ切り出すだけであ
る。これに対し、円弧状の永久磁石２１は、図７に示す
ように、所定大きさの直方体（又は、立方体）の永久磁
石ブロック材２２から所定厚さの直方体よりなる永久磁
石素材２３を切り出し、更に該素材２３を研磨して円弧
状に形成される。従って、本実施形態の永久磁石１３ａ
〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、円弧状の永久磁石２１と
比べて、その製造工程が簡単で、製造にかかる工数が少
なくてすむ。しかも、本実施形態の永久磁石１３ａ〜１
３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、円弧状の永久磁石２１と比べ
て、単位当たりのブロック材２０から多くの永久磁石１
３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを形成することができ
る。その結果、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４
ｈを低コストで製造することができ、ひいては、電動機
１の低コスト化を図ることができる。

【００３８】（８）本実施形態の永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈは、各ブロック１５，１６の外側面
１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜１６ｈに対して平面同士で固
定される。ここで、仮に、円弧状の永久磁石２１を用い
る場合、その磁石２１を円柱状の基部の外周面に固定す
る際において、該基部の外周面の曲率と永久磁石２１の
内側面のそれとが一致しないことがある。このような場
合では、永久磁石２１の外側面に治具を押し当てて、該
磁石２１の内側面が基部の外周面に密着するようにして
該磁石２１を基部に固定するが、このとき、治具により
磁石２１が割れたりする場合がある。そのため、永久磁
石２１の内側面の曲率を基部の外周面のそれと極力一致
させる必要があるが、これは高い精度の研磨加工が要求
されるので、手間がかかるだけでなく、コストが上昇す
るという問題が生じる。従って、本実施形態では相互が
平面同士であるので、円弧状の永久磁石２１を使用した
ときの種々の不具合が生じることなく、基部１２に対し
て永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを簡単かつ
確実に固定することができる。

【００３９】尚、本発明の実施の形態は、以下のように
変更してもよい。 ○上記実施の形態では、カバー１７の内径Ｌ１を、永久
磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外接円の直径Ｌ
２より僅かに小さくなるように設定したが、カバー１７
の内径Ｌ１と永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈ
の外接円の直径Ｌ２を等しくしてもよい。尚、この場
合、カバー１７が基部１２に対して相対的に回転したり
軸方向にずれたりして、回転子１０の回転に支障を来す
虞があるので、これを防止する必要がある。その具体例
を図９〜図１５に示す。

【００４０】図９に示す形態では、有底円筒状のカバー
１８が用いられ、そのカバー１８の底部中央に回転軸１
１ａと嵌合する嵌合孔１８ａが形成される。回転軸１１
ａは断面略Ｄ字状に形成され、前記嵌合孔１８ａはこの
回転軸１１ａに嵌合する形状に形成される。このように
すれば、カバー１８により永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１
４ａ〜１４ｈの飛散を確実に防止できるとともに、該カ
バー１８が基部１２に対して相対的に回転することを防
止できる。又、この場合、嵌合孔１８ａの内径を回転軸
１１ａの外径より小さくして回転軸１１ａに圧入するよ
うにすれば、カバー１８の軸方向へのずれが防止でき
る。尚、カバー１８の嵌合孔１８ａと嵌合する部分だけ
回転軸１１ａを断面略Ｄ字状に形成して、回転軸１１ａ
全体を断面略Ｄ字状に形成しなくてもよい。

【００４１】又、図１０に示すように、回転軸１１ｂを
２面幅形状に形成し、カバー１８の嵌合孔１８ｂをこの
回転軸１１ｂに嵌合する形状に形成しても、上記と同様
になる。更に、後述する円形の嵌合孔１８ｃであって
も、回転軸１１に圧入するようにすれば、上記と同様に
なる。つまり、回転軸とカバーとが相対回転不能となる
ように組み付けられればよい。

【００４２】又、図１１〜図１３に示す形態では、有底
円筒状のカバー１８の底部中央に回転軸１１と嵌合する
円形の嵌合孔１８ｃが形成され、開口部１８ｄにかしめ
片１８ｅが等角度間隔に４つ形成される。カバー１８の
開口部１８ｄには、該カバー１８の内径と等しい外径を
有するリングプレート１９が嵌挿される。リングプレー
ト１９は、図１２及び図１３に示すように、その外周縁
に環状突部１９ａが形成され、その環状突部１９ａがカ
バー１８の開口部１８ｄ側（図１３において右側）に向
くように配置される。環状突部１９ａは、内側に向かう
ほどその高さが次第に低くなるテーパ部１９ｂを有して
いる。

【００４３】そして、リングプレート１９の挿入後に、
かしめ片１８ｅが該プレート１９側に折り曲げられて、
カバー１８がかしめ固定される。このとき、かしめ片１
８ｅは、図１３の２点鎖線で示すように、テーパ部１９
ｂに沿って鋭角に折り曲がるようにかしめられる。従っ
て、かしめ片１８ｅがスプリングバックにより折り曲げ
方向と反対方向に僅かに戻っても、カバー１８の固定強
度が著しく低下しない。このようにすれば、上記と同様
に、カバー１８により永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ
〜１４ｈの飛散を確実に防止できるとともに、該カバー
１８が基部１２に対して相対的に回転したり、軸方向に
ずれたりすることが防止できる。

【００４４】又、図１１〜図１３に示す形態では、カバ
ー１８の開口部１８ｄにかしめ片１８ｅを４つ形成した
が、かしめ片１８ｅの数はこれに限定されるものではな
い。又、図１４及び図１５に示すように、カバー１８の
開口部の全周にわたってかしめ部１８ｆを設けるように
してもよい。

【００４５】又、図１１〜図１５に示す形態では、有底
円筒状のカバー１８を使用し、その開口部にかしめ部１
８ｅ，１８ｆを有する構成としたが、円筒状をなすカバ
ーを使用し、両開口部にそれぞれかしめ部を有する構成
としてもよい。

【００４６】又、リングプレート１９を使用せず、基部
１２に対してカバー１８を固定するようにしてもよい。
尚、図９〜図１５に示した形態を適宜組み合わせて実施
してもよい。

【００４７】○上記実施の形態では、「ｎ」を「１」と
した永久磁石磁極数Ｐが「８」、突極磁極数Ｔが「９」
であって、永久磁石の軸方向の分割数ｍが「２」の電動
機１としたが、条件式 Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数） を満たし、更に永久磁石の軸方向の分割数が「ｍ」（但
し、ｍは２以上の整数）の電動機であればよい。この場
合、図８の斜線以外に示すずれ角の有効な範囲内におい
て、ずれ角θを「２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）」に
設定すると、コギングトルクを大きさを最も小さく抑え
ることができる。又、ずれ角θを「１０°／（（ｍ−
１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）」の範囲
内に設定すれば、コギングトルクの大きさを約「０．
５」以下の好ましい範囲内に抑えることができる。

【００４８】尚、「ｎ」を「２」以上に設定した場合、
永久磁石磁極数Ｐは「８ｎ」となるので、永久磁石を固
定する基部の各ブロックを、その磁極数Ｐ（＝８ｎ）と
同数の外周面を有する正多角形状に形成する必要があ
る。又、永久磁石の軸方向の分割数ｍを「３」以上に設
定した場合、軸方向に隣接する永久磁石をそれぞれ同一
回転方向に相対的に所定のずれ角θだけずらして回転子
を構成する。

【００４９】○上記実施の形態の回転子１０において、
同極の永久磁石を回転方向でｋ（但し、ｋは２以上の整
数）分割させてもよい。その一例を図１６及び図１７に
示す。図１６及び図１７は、ｋ＝２とし、同極の永久磁
石を２分割した回転子３０の例である。

【００５０】基部３１には軸方向に第１，第２ブロック
３２，３３が設けられ、各ブロック３２，３３には８極
の永久磁石３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈがそれぞれ
が２つに分割された１６個の永久磁石３４a1〜３４h1，
３４a2〜３４h2，３５a1〜３５h1，３５a2〜３５h2が設
けられる。各ブロック３２，３３は、永久磁石磁極数Ｐ
（＝８ｎ）と回転方向分割数ｋとの積と同数の外側面３
２a1〜３２h1，３２a2〜３２h2（第２ブロック３３の外
側面は図示せず）を有する正多角柱状、即ち図１６にお
いては正１６角柱状に形成される。各ブロック３２，３
３は、相対的に回転方向に「０°／（（ｍ−１）×ｎ）
〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）」のいずれかの角度
だけずらして設けられる。

【００５１】各外側面３２a1〜３２h1，３２a2〜３２h2
の回転方向両端部には、前記凸部１５ｚ，１６ｚと同様
の凸部３２ｚ（第２ブロック３３の凸部は図示せず）が
形成される。永久磁石３４a1〜３４h1，３４a2〜３４h
2，３５a1〜３５h1，３５a2〜３５h2は、各凸部３２ｚ
間にそれぞれ嵌め込まれて回転方向の位置決めがなされ
て、各外側面３２a1〜３２h1，３２a2〜３２h2に固定さ
れる。そして、上記実施形態と同様に、永久磁石３４a1
〜３４h1，３４a2〜３４h2，３５a1〜３５h1，３５a2〜
３５h2の外周にカバー１７が装着され、永久磁石３４a1
〜３４h1，３４a2〜３４h2，３５a1〜３５h1，３５a2〜
３５h2の飛散が防止される。

【００５２】このようにすれば、図１８に示すように、
永久磁石３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈの外側面と固
定子２の円環部４ｊ内周面との平均ギャプが小さくな
る。従って、上記実施形態のように回転方向に分割しな
い永久磁石磁極数Ｐが「８」の場合でも平均ギャップは
小さいが、永久磁石３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈを
図１６及び図１７のように同極を回転方向に分割するこ
とで、平均ギャップを更に小さくすることができる。そ
の結果、漏れ磁束を極力少なく抑えることができ、電動
機の高出力化を図ることができる。

【００５３】○上記実施の形態では、永久磁石１３ａ〜
１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを直方体、即ち径方向断面が四
角形状としたが、該断面がその他の矩形状の永久磁石を
用いてもよい。このようにしても、永久磁石が簡単な形
状であることから、該磁石を簡単に製造できる。しか
も、永久磁石と基部とを平面同士で固定することができ
る。又、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの外
周面を円弧状にしてもよい。

【００５４】更に、図１９及び図２０に示すように、径
方向断面を円弧状に形成した永久磁石を用いて上記実施
形態と同様に構成してもよい。即ち、回転子４０は略円
柱状の基部４１を備え、基部４１は相対的に回転方向に
「２２．５°」ずれた第１，第２ブロック４２，４３を
有する。各ブロック４２，４３にそれぞれ固定される永
久磁石４４ａ〜４４ｈ，４５ａ〜４５ｈは、前記凸部１
５ｚ，１６ｚと同様に各外側面４２ａ〜４２ｈ（第２ブ
ロック４３の外側面は図示せず）の回転方向両端部に設
けた凸部４２ｚ，４３ｚによって、該面４２ａ〜４２ｈ
に位置決め固定される。そして、例えば、図１１と同様
のカバー１８及びリングプレート１９を装着して永久磁
石４４ａ〜４４ｈ，４５ａ〜４５ｈの飛散が防止され
る。

【００５５】又、図２１に示すように、カバー１８とマ
グネット４４ａ〜４４ｈ，４５ａ〜４５ｈとの間に隙間
Ｓが生じるように、リングプレート１９の外径及びカバ
ー１８の内径を設定してもよい。このようにすれば、寸
法誤差により、マグネット４４ａ〜４４ｈ，４５ａ〜４
５ｈがリングプレート１９より径方向外側に突出するこ
とを防止できる。即ち、マグネット４４ａ〜４４ｈ，４
５ａ〜４５ｈがリングプレート１９より径方向外側に突
出すると、かしめ時の力がマグネット４４ａ〜４４ｈ，
４５ａ〜４５ｈに直接作用し、該マグネット４４ａ〜４
４ｈ，４５ａ〜４５ｈが欠けたり、割れたりするため、
このような不具合が発生しないようにしている。

【００５６】○上記実施の形態では、各外側面１５ａ〜
１５ｈ，１６ａ〜１６ｈの回転方向両端部に、それぞれ
径方向に突出し、かつ軸方向に連続して延びる８つの凸
部１５ｚ，１６ｚを形成したが、凸部の形状、配置、数
はこれに限定されるものではない。又、永久磁石に凸部
又は該凸部が回転方向に係合する凹部のいずれか一方を
設けるとともに、基部にそのいずれか他方を設けてもよ
い。又、凸部１５ｚ，１６ｚを省略するようにしてよ
い。このようにすれば、基部１２の形状が簡単になるの
で、基部１２を容易に形成することができる。

【００５７】○上記実施の形態では、永久磁石１３ａ〜
１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを永久磁石ブロック材２０から
切り出して製造したが、粉体を圧縮形成して永久磁石を
製造してもよい。

【００５８】上記各実施の形態から把握できる請求項以
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 （イ） 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転磁界
型電動機において、前記永久磁石の磁極数Ｐと前記突極
磁極の磁極数Ｔとの関係が、Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ
（但し、ｎは１以上の整数）を満たすものであり、軸方
向に分割した永久磁石の回転方向の相対的なずれ角が、
０°／（（ｍ−１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）
×ｎ）の範囲内となるように前記永久磁石を位置決めし
たことを特徴とする回転磁界型電動機。このようにすれ
ば、スキュー効果が得られ、コギングトルクの大きさが
小さくなる（図８参照）。

【００５９】（ロ） 上記（イ）に記載の回転磁界型電
動機において、前記ずれ角が、１０°／（（ｍ−１）×
ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）の範囲内となる
ように前記永久磁石を位置決めしたことを特徴とする回
転磁界型電動機。このようにすれば、軸方向に分割した
永久磁石を回転方向にずらさない場合と比べて、コギン
グトルクの大きさを約１／２以下に抑えることができる
（図８参照）。

【００６０】（ハ） 上記（イ）に記載の回転磁界型電
動機において、前記ずれ角が、２２．５°／（（ｍ−
１）×ｎ）となるように前記永久磁石を位置決めしたこ
とを特徴とする回転磁界型電動機。このようにすれば、
軸方向に分割した永久磁石を回転方向にずらさない場合
と比べて、コギングトルクの大きさを約１／５以下に抑
えることができる（図８参照）。

【００６１】（ニ） 上記（イ）〜（ハ）のいずれか１
項に記載の回転磁界型電動機において、前記基部と前記
永久磁石とを相互に回転方向に係合して、前記基部に対
する永久磁石の回転方向の位置決めを行う位置決め手段
を設けたことを特徴とする回転磁界型電動機。このよう
にすれば、位置決め手段により、永久磁石の回転方向の
位置決めが簡単かつ正確に行われる。

【００６２】（ホ） 上記（ニ）に記載の回転磁界型電
動機において、前記位置決め手段は、前記基部における
前記永久磁石を固定するための固定面の回転方向両端部
に設けた凸部であることを特徴とする回転磁界型電動
機。このようにすれば、隣接する凸部間に永久磁石が嵌
め込まれることにより、永久磁石の回転方向の位置決め
が簡単かつ正確に行われる。しかも、位置決め手段を基
部にのみ設ければよいので、永久磁石の形状を複雑化し
ない。

【００６３】（ヘ） 請求項１〜６，上記（イ）〜
（ホ）のいずれか１項に記載の回転磁界型電動機におい
て、前記基部を、前記永久磁石の磁極数に対応した数の
外側面を有する正多角柱状に形成するとともに、軸方向
にｍブロックに分割し、かつ、各ブロックを相対的に回
転方向に前記所定角度ずらして構成し、前記永久磁石
を、径方向断面が矩形状に形成し、前記基部の各ブロッ
クの外側面にそれぞれ固定するようにしたことを特徴と
する回転磁界型電動機。このようにすれば、永久磁石は
径方向断面が矩形状に形成されるので、該磁石の製造が
簡単である。しかも、永久磁石は正多角柱状の基部の外
周面に平面同士で固定されるので、簡単かつ確実に固定
される。

【００６４】（ト） 上記（ヘ）に記載の回転磁界型電
動機において、前記永久磁石を、回転方向においてｋ
（但し、ｋは２以上の整数）分割するとともに、前記各
ブロックを、その分割数と前記永久磁石の磁極数との積
と同数の外側面を有する正多角柱状に形成したことを特
徴とする回転磁界型電動機。このようにすれば、永久磁
石と固定子との平均ギャップ（図１８参照）が小さくな
り、漏れ磁束が少なくなる。

【００６５】（チ） 上記（ヘ）又は（ト）に記載の回
転磁界型電動機において、前記永久磁石の径方向断面が
長方形状となるように該永久磁石を形成したことを特徴
とする回転磁界型電動機。このようにすれば、永久磁石
を極めて簡単に製造することができる。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
軸方向に分割した永久磁石を回転方向に相対的にずらし
て配置した回転磁界型電動機において、永久磁石の飛散
を確実に防止することができる回転磁界型電動機を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の回転磁界型電動機の概略構成図
である。

【図２】 回転子の永久磁石の配置を示す平面図であ
る。

【図３】 回転子の永久磁石の配置を示す側面図であ
る。

【図４】 回転子の構成を示す分解斜視図である。

【図５】 回転子の構成を示す平面図である。

【図６】 直方体の永久磁石の製造方法を示す説明図で
ある。

【図７】 円弧状の永久磁石の製造方法を示す説明図で
ある。

【図８】 ずれ角に対するコギングトルクの変化を示す
特性図である。

【図９】 別例の回転子を示す分解斜視図である。

【図１０】 別例の回転子を示す分解斜視図である。

【図１１】 別例の回転子を示す分解斜視図である。

【図１２】 別例の回転子を示す底面図である。

【図１３】 図１２のＡ−Ａ断面図である。

【図１４】 別例の回転子を示す分解斜視図である。

【図１５】 別例の回転子を示す底面図である。

【図１６】 別例の回転子を示す平面図である。

【図１７】 別例の回転子を示す側面図である。

【図１８】 永久磁石磁極数Ｐ×回転方向分割数ｋの積
に対する平均ギャップの変化を示す特性図である。

【図１９】 別例の回転子を示す分解斜視図である。

【図２０】 別例の回転子を示す底面図である。

【図２１】 図２０のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

２…固定子、６ａ〜６ｉ…突極磁極、１０，３０，４０
…回転子、１２，３１，４１…基部、１３ａ〜１３ｈ，
１４ａ〜１４ｈ，３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈ，４
４ａ〜４４ｈ，４５ａ〜４５ｈ…永久磁石、１７，１８
…カバー、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ…嵌合孔、１８ｄ…
開口部、１８ｅ…かしめ部としてのかしめ片、１８ｆ…
かしめ部、１９…リングプレート、１９ｂ…テーパ部、
Ｌ１…内径、Ｌ２…直径。

フロントページの続き (72)発明者 小澤 尊典 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 松下 満彦 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H622 AA02 CA02 CA05 CA14 PP03 PP10 PP11 PP16 PP18 QB03

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転方向に複数極の永久磁石を基部に固
   着してなる回転子と、該回転子の外側に配置され、該回
   転子に回転磁界を供給すべく回転方向に複数極の突極磁
   極を有する固定子とを備え、その永久磁石を軸方向にｍ
   （但し、ｍは２以上の整数）分割し、その分割した永久
   磁石をそれぞれ同一回転方向に相対的に所定角度ずらし
   て配置した回転磁界型電動機において、 前記永久磁石の外側に、非磁性材料よりなる略円筒状の
   カバーを装着したことを特徴とする回転磁界型電動機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回転磁界型電動機にお
   いて、 前記カバーの内径を前記永久磁石の外接円の直径より小
   さくし設定し、前記カバーを前記永久磁石の外周に圧入
   したことを特徴とする回転磁界型電動機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の回転磁界型電動機にお
   いて、 前記カバーはその開口部にかしめ部を有し、該かしめ部
   を折り曲げることにより、前記カバーを前記基部に対し
   て固定、若しくは該カバーの開口部に嵌挿されるリング
   プレートを介して前記基部に対して固定したことを特徴
   とする回転磁界型電動機。
4. 【請求項４】 請求項３に記載の回転磁界型電動機にお
   いて、 前記リングプレートは、その外縁部に前記かしめ部を鋭
   角に折り曲げ可能なテーパ部を備えることを特徴とする
   回転磁界型電動機。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載の回転磁界型電動
   機において、 前記リングプレートの外径及び前記カバーの内径を、前
   記永久磁石の外接円の直径より大きくなるように設定し
   たことを特徴とする回転磁界型電動機。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回
   転磁界型電動機において、 前記カバーは有底円筒状に形成され、その底部に前記回
   転子の回転軸と相対回転不能に嵌合する嵌合孔を備える
   ことを特徴とする回転磁界型電動機。