JP2002084722A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Manufacture Of Motors, Generators (AREA)
- Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 永久磁石電動機で、低コスト、高効率化を図
ることを目的とする。 【解決手段】 ６スロット構造の各歯１０ａに集中巻の
巻線１０ｂを施して回転磁界を発生する固定子１０の内
側に、回転子１１を配置してなる三相四極の永久磁石電
動機であって、この回転子１１は、台形の両斜辺および
上辺に沿って第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１
４を埋め込んで極とし、この第１ないし第３の永久磁石
１２，１３，１４を４極数分だけ円周方向に等間隔に埋
め込んで界磁を形成してなる。第１および第２の永久磁
石１２，１３は断面長方形とし、その長辺をｑ軸に平行
にして配置し、第３の永久磁石１４は断面長方形とし、
その短辺を第１および第２の永久磁石１２，１３のシャ
フト３側端部に向けて配置してなる。フェライト磁石を
用いた第１および第２の永久磁石１２，１３、および希
土類磁石を用いた第３の永久磁石１４は、断面長方形の
長辺に直角方向に着磁し、かつ隣接する磁極を異極とす
るように着磁してなる。
ることを目的とする。 【解決手段】 ６スロット構造の各歯１０ａに集中巻の
巻線１０ｂを施して回転磁界を発生する固定子１０の内
側に、回転子１１を配置してなる三相四極の永久磁石電
動機であって、この回転子１１は、台形の両斜辺および
上辺に沿って第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１
４を埋め込んで極とし、この第１ないし第３の永久磁石
１２，１３，１４を４極数分だけ円周方向に等間隔に埋
め込んで界磁を形成してなる。第１および第２の永久磁
石１２，１３は断面長方形とし、その長辺をｑ軸に平行
にして配置し、第３の永久磁石１４は断面長方形とし、
その短辺を第１および第２の永久磁石１２，１３のシャ
フト３側端部に向けて配置してなる。フェライト磁石を
用いた第１および第２の永久磁石１２，１３、および希
土類磁石を用いた第３の永久磁石１４は、断面長方形の
長辺に直角方向に着磁し、かつ隣接する磁極を異極とす
るように着磁してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気調和機や電気自
動車等に用いるモータで永久磁石を埋め込んでなる永久
磁石電動機に係り、特に詳しくは、低コストで高い効率
を実現する永久磁石電動機に関するものである。
動車等に用いるモータで永久磁石を埋め込んでなる永久
磁石電動機に係り、特に詳しくは、低コストで高い効率
を実現する永久磁石電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石電動機は、一般的に固定子の内
側に回転子を配置してなり、この回転子は、例えば図９
に示す構成のものがある。この回転子１には断面長方形
とした永久磁石２を外周側からシャフト３の中心に向
け、かつ、当該極（４極）分だけ円周方向に等間隔に埋
め込むとともに、それら永久磁石２のシャフト３側端部
間に断面長方形とした永久磁石４を埋め込んでなる。す
なわち、永久磁石２はｑ軸に沿って埋め込まれ、また、
永久磁石４は断面長方形の長辺をｄ軸に直角になるよう
に埋め込まれている。
側に回転子を配置してなり、この回転子は、例えば図９
に示す構成のものがある。この回転子１には断面長方形
とした永久磁石２を外周側からシャフト３の中心に向
け、かつ、当該極（４極）分だけ円周方向に等間隔に埋
め込むとともに、それら永久磁石２のシャフト３側端部
間に断面長方形とした永久磁石４を埋め込んでなる。す
なわち、永久磁石２はｑ軸に沿って埋め込まれ、また、
永久磁石４は断面長方形の長辺をｄ軸に直角になるよう
に埋め込まれている。
【０００３】それら永久磁石２は断面長方形の長辺側を
極とし、隣接する永久磁石３の側面を同一極にして、当
該磁極の共有となっており、それら永久磁石４は永久磁
石２と同様に断面長方形の長辺側を極とし、永久磁石２
と同一極になってている。したがって、回転子１には４
極の磁極が形成される。なお、固定子は、所定スロット
数で、所定巻線が施されている。
極とし、隣接する永久磁石３の側面を同一極にして、当
該磁極の共有となっており、それら永久磁石４は永久磁
石２と同様に断面長方形の長辺側を極とし、永久磁石２
と同一極になってている。したがって、回転子１には４
極の磁極が形成される。なお、固定子は、所定スロット
数で、所定巻線が施されている。
【０００４】また、永久磁石２，４のシャフト３側端部
の領域には、フラックスバリアの孔５が形成されてい
る。上記構成の回転子１によれば、回転力となるマグネ
ットトルクが発生し、また、永久磁石２，４と当該外周
の間には固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他
方のｑ軸への磁束の路（磁路）が確保される。
の領域には、フラックスバリアの孔５が形成されてい
る。上記構成の回転子１によれば、回転力となるマグネ
ットトルクが発生し、また、永久磁石２，４と当該外周
の間には固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他
方のｑ軸への磁束の路（磁路）が確保される。
【０００５】しかも一方のｄ軸から他方のｄ軸への磁束
の路が特に永久磁石３で阻害されるため、ｄ軸、ｑ軸イ
ンダクタンス差が大きくなってリラクタンストルクが発
生する。このため、マグネットトルクとリラクタンスト
ルクとを併せたトータルトルクが向上し、ひいては効率
の高いモータを実現することができる。
の路が特に永久磁石３で阻害されるため、ｄ軸、ｑ軸イ
ンダクタンス差が大きくなってリラクタンストルクが発
生する。このため、マグネットトルクとリラクタンスト
ルクとを併せたトータルトルクが向上し、ひいては効率
の高いモータを実現することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記永
久磁石電動機においては、永久磁石２，４の磁石材料と
してフェライト磁石あるいは希土類磁石等の何れか１つ
の種類の磁石を使用するため、フェライト磁石を用いた
場合ではコスト低下が見込めるが、マグネットトルクが
小さく、希土類磁石を用いた場合ではマグネットトルク
は大きくなるが、コストが高くなってしまうという欠点
があった。また、永久磁石２が隣接磁極を共有として低
コスト化を図っているが、その外周側の磁束の漏洩等も
あって、マグネットトルクに寄与する磁束が少ないとい
う欠点がある。
久磁石電動機においては、永久磁石２，４の磁石材料と
してフェライト磁石あるいは希土類磁石等の何れか１つ
の種類の磁石を使用するため、フェライト磁石を用いた
場合ではコスト低下が見込めるが、マグネットトルクが
小さく、希土類磁石を用いた場合ではマグネットトルク
は大きくなるが、コストが高くなってしまうという欠点
があった。また、永久磁石２が隣接磁極を共有として低
コスト化を図っているが、その外周側の磁束の漏洩等も
あって、マグネットトルクに寄与する磁束が少ないとい
う欠点がある。
【０００７】本発明は、上記課題に鑑みなされたもので
あり、その目的は、複数種類の磁石材料を用いて各磁極
を構成する永久磁石の減磁を少なくし、マグネットトル
クを大きくして低コストでモータの高効率化を図ること
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、複数種類の磁石材料を用いて各磁極
を構成する永久磁石の減磁を少なくし、マグネットトル
クを大きくして低コストでモータの高効率化を図ること
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。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、回転磁界を発生する固定子の内側に永久
磁石を埋め込んだ回転子を有する永久磁石電動機におい
て、上記固定子は、所定数の溝構造として各歯に集中巻
巻線を施し、上記回転子は、台形の両斜辺および上辺に
沿って第１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極とし、
この第１ないし第３の永久磁石を当該磁極数分だけ埋め
込んで界磁を形成し、この第１および第２の永久磁石は
断面長方形とした板形状でその長辺をｑ軸に平行に配置
し、上記第３の永久磁石１４は断面長方形とした板形状
でその短辺を上記第１および第２の永久磁石のシャフト
側端部に向けて配置してなり、上記第１ないし第３の永
久磁石を断面長方形の長辺に直角方向に着磁し、かつ、
隣接する磁極を異極とするように着磁し、上記第１およ
び第２の永久磁石と第３の永久磁石の使用磁石材料を異
なるようにしたことを特徴としている。
に、本発明は、回転磁界を発生する固定子の内側に永久
磁石を埋め込んだ回転子を有する永久磁石電動機におい
て、上記固定子は、所定数の溝構造として各歯に集中巻
巻線を施し、上記回転子は、台形の両斜辺および上辺に
沿って第１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極とし、
この第１ないし第３の永久磁石を当該磁極数分だけ埋め
込んで界磁を形成し、この第１および第２の永久磁石は
断面長方形とした板形状でその長辺をｑ軸に平行に配置
し、上記第３の永久磁石１４は断面長方形とした板形状
でその短辺を上記第１および第２の永久磁石のシャフト
側端部に向けて配置してなり、上記第１ないし第３の永
久磁石を断面長方形の長辺に直角方向に着磁し、かつ、
隣接する磁極を異極とするように着磁し、上記第１およ
び第２の永久磁石と第３の永久磁石の使用磁石材料を異
なるようにしたことを特徴としている。
【０００９】本発明は回転磁界を発生する固定子の内側
に永久磁石を埋め込んだ回転子を有する永久磁石電動機
において、上記固定子は、６個の溝構造として各歯に集
中巻巻線を施し、上記回転子は、台形の両斜辺および上
辺に沿って第１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極と
し、この第１ないし第３の永久磁石を４極数分だけ円周
方向に等間隔に埋め込んで界磁を形成し、この第１およ
び第２の永久磁石は断面長方形とした板形状でその長辺
をｑ軸に平行にして配置し、上記第３の永久磁石１４は
断面長方形とした板形状でその短辺を上記第１および第
２の永久磁石のシャフト側端部に向けて配置してなり、
上記第１ないし第３の永久磁石を断面長方形の長辺に直
角方向に着磁し、かつ、隣接する磁極を異極とするよう
に着磁し、上記第１および第２の永久磁石の使用磁石を
フェライト磁石とするとともに、上記第３の永久磁石の
使用磁石を希土類磁石とし、その第１ないし第３の永久
磁石の磁化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向とし
てなることを特徴とする永久磁石電動機。
に永久磁石を埋め込んだ回転子を有する永久磁石電動機
において、上記固定子は、６個の溝構造として各歯に集
中巻巻線を施し、上記回転子は、台形の両斜辺および上
辺に沿って第１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極と
し、この第１ないし第３の永久磁石を４極数分だけ円周
方向に等間隔に埋め込んで界磁を形成し、この第１およ
び第２の永久磁石は断面長方形とした板形状でその長辺
をｑ軸に平行にして配置し、上記第３の永久磁石１４は
断面長方形とした板形状でその短辺を上記第１および第
２の永久磁石のシャフト側端部に向けて配置してなり、
上記第１ないし第３の永久磁石を断面長方形の長辺に直
角方向に着磁し、かつ、隣接する磁極を異極とするよう
に着磁し、上記第１および第２の永久磁石の使用磁石を
フェライト磁石とするとともに、上記第３の永久磁石の
使用磁石を希土類磁石とし、その第１ないし第３の永久
磁石の磁化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向とし
てなることを特徴とする永久磁石電動機。
【００１０】上記第１および第２の永久磁石の使用磁石
をフェライト磁石とし、上記第３の永久磁石の使用磁石
を希土類磁石とし、上記第１ないし第３の永久磁石の磁
化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向とするとよ
い。これにより、低コストのフェライト磁石を用いた第
１および第２の永久磁石は、比較的ボリュームを大きく
することができるため、回転子の外周側に配置しても減
磁しない程度に厚みの確保が可能である。また、高コス
トの希土類磁石を用いた第３の永久磁石は減磁に対して
強くなるため、その厚みを薄くすることができ、コスト
的に有利である。さらに、第１ないし第３の永久磁石の
磁化容易方向が固定子の巻線と正面に向き合う形となる
ため、磁束の有効利用が図れる。
をフェライト磁石とし、上記第３の永久磁石の使用磁石
を希土類磁石とし、上記第１ないし第３の永久磁石の磁
化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向とするとよ
い。これにより、低コストのフェライト磁石を用いた第
１および第２の永久磁石は、比較的ボリュームを大きく
することができるため、回転子の外周側に配置しても減
磁しない程度に厚みの確保が可能である。また、高コス
トの希土類磁石を用いた第３の永久磁石は減磁に対して
強くなるため、その厚みを薄くすることができ、コスト
的に有利である。さらに、第１ないし第３の永久磁石の
磁化容易方向が固定子の巻線と正面に向き合う形となる
ため、磁束の有効利用が図れる。
【００１１】上記隣接する磁極の第１の永久磁石と第２
の永久磁石との間には支柱を形成し、この支柱の幅を、
少なくとも当該コアを構成するためのコアシートの厚さ
以上にするとよい。これにより、一方のｑ軸から他方の
ｑ軸への磁束の路を確保し、ラクタンストルクの発生に
寄与することができるため、当該モータのトータルトル
クが大きくなる。
の永久磁石との間には支柱を形成し、この支柱の幅を、
少なくとも当該コアを構成するためのコアシートの厚さ
以上にするとよい。これにより、一方のｑ軸から他方の
ｑ軸への磁束の路を確保し、ラクタンストルクの発生に
寄与することができるため、当該モータのトータルトル
クが大きくなる。
【００１２】上記第１および第２の永久磁石と外周との
間には第１および第２の孔を形成してフラックスバリア
とし、上記第１および第２の永久磁石と上記第３の永久
磁石との間には第３および第４の孔を形成してフラック
スバリアとするとよい。これにより、第１ないし第３の
永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して磁束の有効利用
を図ることができる。
間には第１および第２の孔を形成してフラックスバリア
とし、上記第１および第２の永久磁石と上記第３の永久
磁石との間には第３および第４の孔を形成してフラック
スバリアとするとよい。これにより、第１ないし第３の
永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して磁束の有効利用
を図ることができる。
【００１３】上記第１および第２の孔は、それぞれ上記
第１および第２の永久磁石の断面長方形の短辺よりなる
直線と、外周に沿った円弧およびｑ軸に平行な直線とに
より囲まれていることが好ましい。
第１および第２の永久磁石の断面長方形の短辺よりなる
直線と、外周に沿った円弧およびｑ軸に平行な直線とに
より囲まれていることが好ましい。
【００１４】上記第３の孔は、上記第１および第３の永
久磁石の断面長方形の短辺に平行な直線と、第３の永久
磁石の断面長方形の長辺の延長線とにより三角形とし、
この第３の孔と第１および第３の永久磁石との間に所定
幅のブリッジを形成してなり、第４の孔は第２および第
３の永久磁石の断面長方形の短辺に平行な直線と、第３
の永久磁石の断面長方形の長辺の延長線とにより三角形
とし、この第４の孔と第２および第３の永久磁石との間
に所定幅のブリッジを形成するとよい。これにより、第
１ないし第３の永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して
磁束の有効利用を図ることができる。また、ブリッジの
幅をコアシートの厚さ以上とすれば、コアシートを打ち
抜く際にバリ等の発生も少なく、歩留まりもよい。
久磁石の断面長方形の短辺に平行な直線と、第３の永久
磁石の断面長方形の長辺の延長線とにより三角形とし、
この第３の孔と第１および第３の永久磁石との間に所定
幅のブリッジを形成してなり、第４の孔は第２および第
３の永久磁石の断面長方形の短辺に平行な直線と、第３
の永久磁石の断面長方形の長辺の延長線とにより三角形
とし、この第４の孔と第２および第３の永久磁石との間
に所定幅のブリッジを形成するとよい。これにより、第
１ないし第３の永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して
磁束の有効利用を図ることができる。また、ブリッジの
幅をコアシートの厚さ以上とすれば、コアシートを打ち
抜く際にバリ等の発生も少なく、歩留まりもよい。
【００１５】上記第３の孔は、上記第１および第３の永
久磁石の断面長方形の短辺同士を結ぶ直線による台形と
し、その台形の高さを第３の永久磁石の断面長方形の短
辺より低くし、第４の孔は第２および第３の永久磁石の
断面長方形の短辺同士を結ぶ直線による台形とし、その
台形の高さを第３の永久磁石の断面長方形の短辺より低
くし、第１ないし第３の永久磁石を埋め込む孔と第３お
よび第４の孔を台形の両斜辺および上辺の形状に連結す
るとよい。これにより、第１ないし第３の永久磁石の磁
束の漏洩、短絡を防止して磁束の有効利用を図ることが
できる。また、コアシートを打ち抜く際に第３および第
４の孔と第１ないし第３の永久磁石の孔とを一形で打ち
抜けばよく、バリ等の発生を考慮する必要もない。
久磁石の断面長方形の短辺同士を結ぶ直線による台形と
し、その台形の高さを第３の永久磁石の断面長方形の短
辺より低くし、第４の孔は第２および第３の永久磁石の
断面長方形の短辺同士を結ぶ直線による台形とし、その
台形の高さを第３の永久磁石の断面長方形の短辺より低
くし、第１ないし第３の永久磁石を埋め込む孔と第３お
よび第４の孔を台形の両斜辺および上辺の形状に連結す
るとよい。これにより、第１ないし第３の永久磁石の磁
束の漏洩、短絡を防止して磁束の有効利用を図ることが
できる。また、コアシートを打ち抜く際に第３および第
４の孔と第１ないし第３の永久磁石の孔とを一形で打ち
抜けばよく、バリ等の発生を考慮する必要もない。
【００１６】上記第３の孔は、上記第１の永久磁石の断
面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永久磁石の断面
長方形の長辺の延長線および同延長線に平行な直線とに
よる台形とし、その台形の高さを第３の永久磁石の断面
長方形の短辺より低くし、上記第４の孔は、上記第２の
永久磁石の断面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永
久磁石の断面長方形の長辺の延長線および同延長線に平
行な直線とによる台形とし、その台形の高さを第３の永
久磁石の断面長方形の短辺より低くし、上記第３および
第４の孔を上記第３の永久磁石の孔に連結し、上記第３
および第３の孔と第１および第２の永久磁石との間に所
定幅のブリッジを形成するとよい。これにより、第１な
いし第３の永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して磁束
の有効利用を図ることができる。また、ブリッジの幅を
コアシートの厚さ以上とすれば、コアシートを打ち抜く
際にバリ等の発生も少なく、歩留まりもよい。
面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永久磁石の断面
長方形の長辺の延長線および同延長線に平行な直線とに
よる台形とし、その台形の高さを第３の永久磁石の断面
長方形の短辺より低くし、上記第４の孔は、上記第２の
永久磁石の断面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永
久磁石の断面長方形の長辺の延長線および同延長線に平
行な直線とによる台形とし、その台形の高さを第３の永
久磁石の断面長方形の短辺より低くし、上記第３および
第４の孔を上記第３の永久磁石の孔に連結し、上記第３
および第３の孔と第１および第２の永久磁石との間に所
定幅のブリッジを形成するとよい。これにより、第１な
いし第３の永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して磁束
の有効利用を図ることができる。また、ブリッジの幅を
コアシートの厚さ以上とすれば、コアシートを打ち抜く
際にバリ等の発生も少なく、歩留まりもよい。
【００１７】上記第３の孔は、上記第３の永久磁石の断
面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永久磁石の断面
長方形の両長辺の延長線を上記第１の永久磁石の断面長
方形の短辺部から延ばした直線とによる台形とし、上記
第４の孔は、上記第３の永久磁石の断面長方形の短辺と
平行な直線と、第３の永久磁石の断面長方形の両長辺の
延長線を上記第２の永久磁石の断面長方形の短辺部から
延ばして直線とによる台形とし、上記第３および第４の
孔を上記第１および第２の永久磁石の孔に連結し、上記
第３の孔および第４の孔と第３の永久磁石との間に所定
幅のブリッジを形成するとよい。これにより、第１ない
し第３の永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して磁束の
有効利用を図ることができる。また、ブリッジの幅をコ
アシートの厚さ以上とすれば、コアシートを打ち抜く際
にバリ等の発生も少なく、歩留まりもよい。
面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永久磁石の断面
長方形の両長辺の延長線を上記第１の永久磁石の断面長
方形の短辺部から延ばした直線とによる台形とし、上記
第４の孔は、上記第３の永久磁石の断面長方形の短辺と
平行な直線と、第３の永久磁石の断面長方形の両長辺の
延長線を上記第２の永久磁石の断面長方形の短辺部から
延ばして直線とによる台形とし、上記第３および第４の
孔を上記第１および第２の永久磁石の孔に連結し、上記
第３の孔および第４の孔と第３の永久磁石との間に所定
幅のブリッジを形成するとよい。これにより、第１ない
し第３の永久磁石の磁束の漏洩、短絡を防止して磁束の
有効利用を図ることができる。また、ブリッジの幅をコ
アシートの厚さ以上とすれば、コアシートを打ち抜く際
にバリ等の発生も少なく、歩留まりもよい。
【００１８】上記第１ないし第３の永久磁石とシャフト
との間の領域でｑ軸上に、あるいは、上記第１ないし第
３の永久磁石と外周との間の領域でｄ軸上には、リベッ
トあるいはボルトを通し、上記永久磁石電動機の回転子
のコアを固定しており、上記リベットあるいはボルトの
材質を磁性体にするとよい。これにより、コアシートを
積層したコアの両端部に蓋をしてリベットを通すことに
より、内部に埋め込んである第１ないし第３の永久磁石
が移動したり、飛び出すようなこともなく、回転子内の
磁束の流されの乱れが少なくなり、信頼性の向上を図る
ことができる。
との間の領域でｑ軸上に、あるいは、上記第１ないし第
３の永久磁石と外周との間の領域でｄ軸上には、リベッ
トあるいはボルトを通し、上記永久磁石電動機の回転子
のコアを固定しており、上記リベットあるいはボルトの
材質を磁性体にするとよい。これにより、コアシートを
積層したコアの両端部に蓋をしてリベットを通すことに
より、内部に埋め込んである第１ないし第３の永久磁石
が移動したり、飛び出すようなこともなく、回転子内の
磁束の流されの乱れが少なくなり、信頼性の向上を図る
ことができる。
【００１９】上記第１ないし第３の永久磁石とシャフト
との間の領域でｑ軸上にリベットあるいはボルトを通す
場合、上記第１ないし第３の永久磁石と外周との間の領
域でｄ軸上には当該コア積層時にかしめを形成し、上記
第１ないし第３の永久磁石と外周との間の領域でｄ軸上
にリベットあるいはボルトを通す場合、当該コア積層時
に上記第１ないし第３の永久磁石とシャフトとの間の領
域でｑ軸上には当該コア積層時にかしめを形成して上記
永久磁石電動機の回転子のコアを固定するとよい。この
場合、上述と同様の効果を奏し、かつ、コアシートを積
層する際にかしめることから、信頼性の向上をより図る
ことができる。
との間の領域でｑ軸上にリベットあるいはボルトを通す
場合、上記第１ないし第３の永久磁石と外周との間の領
域でｄ軸上には当該コア積層時にかしめを形成し、上記
第１ないし第３の永久磁石と外周との間の領域でｄ軸上
にリベットあるいはボルトを通す場合、当該コア積層時
に上記第１ないし第３の永久磁石とシャフトとの間の領
域でｑ軸上には当該コア積層時にかしめを形成して上記
永久磁石電動機の回転子のコアを固定するとよい。この
場合、上述と同様の効果を奏し、かつ、コアシートを積
層する際にかしめることから、信頼性の向上をより図る
ことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図１
ないし図８を参照して詳しく説明する。なお、図中、図
９と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図１および図２において、本発明の永久磁石電動機
は、６個の溝構造を有する固定子１０の内側に４極の回
転子１１を配置し、その固定子１０の各歯１０ａに集中
巻の巻線１０ｂを施して三相四極モータとしてなる。
ないし図８を参照して詳しく説明する。なお、図中、図
９と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図１および図２において、本発明の永久磁石電動機
は、６個の溝構造を有する固定子１０の内側に４極の回
転子１１を配置し、その固定子１０の各歯１０ａに集中
巻の巻線１０ｂを施して三相四極モータとしてなる。
【００２１】回転子１１は、台形の両斜辺および上辺に
沿った第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４を極
として、４極数分だけ円周方向に等間隔に埋め込んで界
磁を形成する。第１および第２の永久磁石１２，１３
は、断面長方形とした板形状でその長辺を当該外周から
シャフト３に向けて配置する。つまり、その長辺をｑ軸
に平行として配置し、第３の永久磁石１４は、同じく断
面長方形とした板形状でその短辺を第１および第２の永
久磁石１２，１３のシャフト３側端部に向けて配置して
いる。
沿った第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４を極
として、４極数分だけ円周方向に等間隔に埋め込んで界
磁を形成する。第１および第２の永久磁石１２，１３
は、断面長方形とした板形状でその長辺を当該外周から
シャフト３に向けて配置する。つまり、その長辺をｑ軸
に平行として配置し、第３の永久磁石１４は、同じく断
面長方形とした板形状でその短辺を第１および第２の永
久磁石１２，１３のシャフト３側端部に向けて配置して
いる。
【００２２】第１および第２の永久磁石１２，１３は、
フェライト磁石を使用し、その断面長方形の長辺に直角
方向に磁化し、第３の永久磁石１４は、希土類磁石を使
用し、その断面長方形の長辺に直角方向に磁化し、第１
および第２の永久磁石１２，１３の断面長方形の相対す
る長辺側、第３の永久磁石１４の断面長方形の外周長辺
側を同極とし、隣接する磁極を異なるようにしているま
た、隣接する磁極の第１および第２の永久磁石１２，１
３の間（ｑ軸方向）には支柱Ｗを設けている。
フェライト磁石を使用し、その断面長方形の長辺に直角
方向に磁化し、第３の永久磁石１４は、希土類磁石を使
用し、その断面長方形の長辺に直角方向に磁化し、第１
および第２の永久磁石１２，１３の断面長方形の相対す
る長辺側、第３の永久磁石１４の断面長方形の外周長辺
側を同極とし、隣接する磁極を異なるようにしているま
た、隣接する磁極の第１および第２の永久磁石１２，１
３の間（ｑ軸方向）には支柱Ｗを設けている。
【００２３】第１および第２の永久磁石１２，１３は、
断面長方形の短辺をできるだけ長くして回転子１１の外
周側に配置していることから、その減磁が極めて少なく
なる程度の厚みが確保される。第３の永久磁石１４は、
その断面長方形の短辺を永久磁石１２，１３よりも短く
する。このとき、第３の永久磁石１４は、減磁に対して
強い希土類磁石であることから、コストを勘案してその
厚さを薄くする。
断面長方形の短辺をできるだけ長くして回転子１１の外
周側に配置していることから、その減磁が極めて少なく
なる程度の厚みが確保される。第３の永久磁石１４は、
その断面長方形の短辺を永久磁石１２，１３よりも短く
する。このとき、第３の永久磁石１４は、減磁に対して
強い希土類磁石であることから、コストを勘案してその
厚さを薄くする。
【００２４】また、第３の永久磁石１４は、例えば、シ
ャフト３までの距離が回転子１１の外径の１／１２ない
し１／３となる範囲内の箇所に埋め込まれる。この場
合、第３の永久磁石１４が埋め込まれる箇所にしたがっ
て、第１および第２の永久磁石１２，１３の断面長方形
の長辺の長さを調整すればよい。
ャフト３までの距離が回転子１１の外径の１／１２ない
し１／３となる範囲内の箇所に埋め込まれる。この場
合、第３の永久磁石１４が埋め込まれる箇所にしたがっ
て、第１および第２の永久磁石１２，１３の断面長方形
の長辺の長さを調整すればよい。
【００２５】上記構成とした永久磁石電動機によると、
従来例での永久磁石２，４を全てフェライト磁石とした
場合よりも、マグネットトルクが大きくなる。また、従
来例での永久磁石２，４を全て希土類磁石とした場合と
比較しても、第１および第２の永久磁石１２，１３を厚
くすることにより、マグネトトルクを従来例と同程度の
大きさにできる。
従来例での永久磁石２，４を全てフェライト磁石とした
場合よりも、マグネットトルクが大きくなる。また、従
来例での永久磁石２，４を全て希土類磁石とした場合と
比較しても、第１および第２の永久磁石１２，１３を厚
くすることにより、マグネトトルクを従来例と同程度の
大きさにできる。
【００２６】また、コスト面については、永久磁石２，
４を全てフェライト磁石として場合よりも、多少コスト
アップになるものの、永久磁石２，４を全て希土類磁石
とした場合よりも遥かに低コストで済む。
４を全てフェライト磁石として場合よりも、多少コスト
アップになるものの、永久磁石２，４を全て希土類磁石
とした場合よりも遥かに低コストで済む。
【００２７】このようなことから、低コストで、高効率
化の実現が可能であり、コストやトルク（マグネットト
ルクおよびリラクタンストルク）等を勘案し、第１ない
し第３の永久磁石１２，１３，１４の大きさ（断面長方
形の長辺および短辺の長さ）により種々適応的なモータ
を得ることができる。
化の実現が可能であり、コストやトルク（マグネットト
ルクおよびリラクタンストルク）等を勘案し、第１ない
し第３の永久磁石１２，１３，１４の大きさ（断面長方
形の長辺および短辺の長さ）により種々適応的なモータ
を得ることができる。
【００２８】なお、固定子１からの磁束のうち、一方の
ｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路を確保でき、一方のｄ
軸から他方のｄ軸への磁束の路に対してほぼ直角に介在
できることから、ｄ軸、ｑ軸インダクタンス差（Ｌｄ−
Ｌｑ）が大きくなり、リラクタンストルクが発生するこ
とは明かである。
ｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路を確保でき、一方のｄ
軸から他方のｄ軸への磁束の路に対してほぼ直角に介在
できることから、ｄ軸、ｑ軸インダクタンス差（Ｌｄ−
Ｌｑ）が大きくなり、リラクタンストルクが発生するこ
とは明かである。
【００２９】次に、回転子１１の製造について説明する
と、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、同金型内で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。
と、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、同金型内で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。
【００３０】図３に示すように、このプレス加工工程で
は、回転子１１のコアを打ち抜き、同時にシャフト３の
孔（中心孔）、第１ないし第３の永久磁石１２，１３，
１４を埋め込む孔を打ち抜き、これら孔を打ち抜いたコ
アシート１１ａを積層し、かしめて固定する。上記自動
積層方式によって自動的にプレス、積層して得た回転子
１１のコアの孔にＩＰＭ方式で第１ないし第３の永久磁
石１２，１３，１４を埋め込む。
は、回転子１１のコアを打ち抜き、同時にシャフト３の
孔（中心孔）、第１ないし第３の永久磁石１２，１３，
１４を埋め込む孔を打ち抜き、これら孔を打ち抜いたコ
アシート１１ａを積層し、かしめて固定する。上記自動
積層方式によって自動的にプレス、積層して得た回転子
１１のコアの孔にＩＰＭ方式で第１ないし第３の永久磁
石１２，１３，１４を埋め込む。
【００３１】第１および第２の永久磁石１２，１３は、
断面長方形の長辺に直角方向を磁化容易方向とし、その
方向に磁化、着磁し、第３の永久磁石１４は断面長方形
の長辺に直角方向を磁化容易方向とし、その方向に磁
化、着磁する。これにより、第１ないし第３の永久磁石
１２，１３，１４による磁極が固定子１０の巻線１０ｂ
と正面に向き合う形となるため、磁束の有効利用が図れ
る。
断面長方形の長辺に直角方向を磁化容易方向とし、その
方向に磁化、着磁し、第３の永久磁石１４は断面長方形
の長辺に直角方向を磁化容易方向とし、その方向に磁
化、着磁する。これにより、第１ないし第３の永久磁石
１２，１３，１４による磁極が固定子１０の巻線１０ｂ
と正面に向き合う形となるため、磁束の有効利用が図れ
る。
【００３２】また、この永久磁石電動機は１２０度通電
方式を採用する。回転子１１は、６スロット構造で、各
歯１０ａには集中巻の巻線１０ｂが施されていることか
ら、回転子１１の磁極ピッチと固定子１０の磁極ピッチ
が最適なものとなり、モータの効率を最も高いものとす
ることができる。
方式を採用する。回転子１１は、６スロット構造で、各
歯１０ａには集中巻の巻線１０ｂが施されていることか
ら、回転子１１の磁極ピッチと固定子１０の磁極ピッチ
が最適なものとなり、モータの効率を最も高いものとす
ることができる。
【００３３】上記隣接する磁極の第１および第２の永久
磁石１２，１３の間には、支柱Ｗが形成されており、こ
の支柱Ｗの幅は、コアシート１１ａの厚さｔより大きく
し、具体的には０．５ｍｍから５ｍｍにするとよい。こ
れにより、一方のｑ軸から他方のｑ軸方向への磁束の路
を確保してリラクタンストルクの発生に寄与し、また、
コアシート１１ａを打ち抜く際に、バリ等の発生もな
く、コア製造の歩留まりが向上することから、製造コス
トの低下が可能となる。
磁石１２，１３の間には、支柱Ｗが形成されており、こ
の支柱Ｗの幅は、コアシート１１ａの厚さｔより大きく
し、具体的には０．５ｍｍから５ｍｍにするとよい。こ
れにより、一方のｑ軸から他方のｑ軸方向への磁束の路
を確保してリラクタンストルクの発生に寄与し、また、
コアシート１１ａを打ち抜く際に、バリ等の発生もな
く、コア製造の歩留まりが向上することから、製造コス
トの低下が可能となる。
【００３４】また、図２および図３に示すように、第１
および第２の永久磁石１１，１２がコア内で移動した
り、コアが飛び出さないように、上述した固定において
は積層したコアの両端側に蓋（端子板）１５を添えると
ともに、リベット１６を通すとよい。
および第２の永久磁石１１，１２がコア内で移動した
り、コアが飛び出さないように、上述した固定において
は積層したコアの両端側に蓋（端子板）１５を添えると
ともに、リベット１６を通すとよい。
【００３５】リベット１６は、ｑ軸上でシャフト３と第
１および第２の永久磁石１２，１３との間の領域に通
す。この場合、かしめ１７は、ｄ軸上で第１ないし第３
の永久磁石１２，１３，１４と回転子１１の外周との間
の領域に形成する。
１および第２の永久磁石１２，１３との間の領域に通
す。この場合、かしめ１７は、ｄ軸上で第１ないし第３
の永久磁石１２，１３，１４と回転子１１の外周との間
の領域に形成する。
【００３６】なお、リベット１６は、ｄ軸上で第１ない
し第３の永久磁石１２，１３，１４と回転子１１の外周
との間の領域に通すようにしてもよい（図２の波線参
照）。この場合、かしめ１７はｑ軸上でシャフト３と第
１および第２の永久磁石１２，１３との間の領域に形成
する（図２の波線参照）。
し第３の永久磁石１２，１３，１４と回転子１１の外周
との間の領域に通すようにしてもよい（図２の波線参
照）。この場合、かしめ１７はｑ軸上でシャフト３と第
１および第２の永久磁石１２，１３との間の領域に形成
する（図２の波線参照）。
【００３７】上記リベット１６は、コア内で余裕をもっ
て通することができるが、一方のｑ軸から他方のｑ軸へ
の磁束に対して悪影響（例えば乱れ）が起こらないよう
にするため、そのリベット１６の材質には透磁率のよい
磁性体を用いる。そして、コアシート１１ａを打ち抜く
際にそのリベット１６の孔も打ち抜き、このコアシート
１１ａのプレス加工積層時（コア積層時）にかしめ１７
を形成する。このかしめ１７により、コアの固定強度を
より増加させることができる。
て通することができるが、一方のｑ軸から他方のｑ軸へ
の磁束に対して悪影響（例えば乱れ）が起こらないよう
にするため、そのリベット１６の材質には透磁率のよい
磁性体を用いる。そして、コアシート１１ａを打ち抜く
際にそのリベット１６の孔も打ち抜き、このコアシート
１１ａのプレス加工積層時（コア積層時）にかしめ１７
を形成する。このかしめ１７により、コアの固定強度を
より増加させることができる。
【００３８】なお、上述したモータを例えば空気調和機
の圧縮機モータ等として利用すれば、空気調和機の低コ
スト化、空気調和機の性能アップ（運転効率の上昇、振
動や騒音の低下）を図ることができる。また、図１にお
いては、四極構成とした回転子１１に対し、６スロット
の固定子１０にＵ相、Ｗ相、Ｖ相の集中巻の巻線１０ｂ
を施しているが、他の極数（例えば８極）の回転子や、
他のスロット数（例えば１２スロット）の固定子の場合
に適用してもよい。
の圧縮機モータ等として利用すれば、空気調和機の低コ
スト化、空気調和機の性能アップ（運転効率の上昇、振
動や騒音の低下）を図ることができる。また、図１にお
いては、四極構成とした回転子１１に対し、６スロット
の固定子１０にＵ相、Ｗ相、Ｖ相の集中巻の巻線１０ｂ
を施しているが、他の極数（例えば８極）の回転子や、
他のスロット数（例えば１２スロット）の固定子の場合
に適用してもよい。
【００３９】図４および図５は、本発明の他の実施例を
示す回転子の概略的構造図である。なお、図中、図１お
よび図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。また、図５は図４に示す回転子２０の概略的部
分拡大図である。
示す回転子の概略的構造図である。なお、図中、図１お
よび図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省
略する。また、図５は図４に示す回転子２０の概略的部
分拡大図である。
【００４０】図４および図５において、回転子２０は、
第１の永久磁石１２と外周との間に第１の孔（フラック
スバリア）２１を，第２の永久磁石１３と外周との間に
第２の孔（フラックスバリア）２２をそれぞれ設けると
ともに、第１および第２の永久磁石１２，１３と第３の
永久磁石１４との間には、それぞれ第３および第４の孔
（フラックスバリア）２３，２４を設けている。これに
より、第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４の磁
束の漏洩、短絡が防止され、当該マグネットトルクの向
上を図ることができる。
第１の永久磁石１２と外周との間に第１の孔（フラック
スバリア）２１を，第２の永久磁石１３と外周との間に
第２の孔（フラックスバリア）２２をそれぞれ設けると
ともに、第１および第２の永久磁石１２，１３と第３の
永久磁石１４との間には、それぞれ第３および第４の孔
（フラックスバリア）２３，２４を設けている。これに
より、第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４の磁
束の漏洩、短絡が防止され、当該マグネットトルクの向
上を図ることができる。
【００４１】第１の孔２１は、全体としてほぼ長細い三
角形で、その一辺を第１の永久磁石１１の断面長方形の
短辺とし、他辺を途中までが外周に沿った円弧で、それ
よりも先を直線とし、残りの辺をｑ軸に平行な直線とし
てなる。
角形で、その一辺を第１の永久磁石１１の断面長方形の
短辺とし、他辺を途中までが外周に沿った円弧で、それ
よりも先を直線とし、残りの辺をｑ軸に平行な直線とし
てなる。
【００４２】第１の孔２１と外周との間において、円弧
部分と外周の間のブリッジｋ２はコアシート１１ａの厚
さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）とし、直線部分と外周の間
のブリッジｋ３はブリッジｋ２の幅よりも広くする。な
お、ブリッジｋ３はｑ軸に近いほど幅広となる。上記ブ
リッジｋ２により、上述したコアの製造時にバリ等の発
生もなく、コア製造の歩留まりが向上する。したがっ
て、製造コストの低下が可能であり、またコアの機械的
強度を保つことができ、特に、回転時のコア強度が保た
れることから、モータの信頼性も向上する。
部分と外周の間のブリッジｋ２はコアシート１１ａの厚
さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）とし、直線部分と外周の間
のブリッジｋ３はブリッジｋ２の幅よりも広くする。な
お、ブリッジｋ３はｑ軸に近いほど幅広となる。上記ブ
リッジｋ２により、上述したコアの製造時にバリ等の発
生もなく、コア製造の歩留まりが向上する。したがっ
て、製造コストの低下が可能であり、またコアの機械的
強度を保つことができ、特に、回転時のコア強度が保た
れることから、モータの信頼性も向上する。
【００４３】また、上記ｑ軸に近いほど幅広のブリッジ
ｋ３により、第１および第２の永久磁石１２，１３がか
かる箇所の強度を確保する。つまり、遠心力に対するコ
ア強度が高くなり、コアの破損を防止することができ
る。なお、第２の孔２２については、第１の孔２１と同
じであり、また、ブリッジｋ２およびｋ３についても同
じであることからその説明を省略する。
ｋ３により、第１および第２の永久磁石１２，１３がか
かる箇所の強度を確保する。つまり、遠心力に対するコ
ア強度が高くなり、コアの破損を防止することができ
る。なお、第２の孔２２については、第１の孔２１と同
じであり、また、ブリッジｋ２およびｋ３についても同
じであることからその説明を省略する。
【００４４】第３の孔２３は、ほぼ三角形で一辺を第１
の永久磁石１２の断面長方形の短辺に平行な直線とし、
他辺を第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺に平行な
直線とし、残りの辺を第３の永久磁石１４の断面長方形
の長辺の延長線としている。
の永久磁石１２の断面長方形の短辺に平行な直線とし、
他辺を第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺に平行な
直線とし、残りの辺を第３の永久磁石１４の断面長方形
の長辺の延長線としている。
【００４５】第１の永久磁石１２と第３の孔２３との間
のブリッジｋ４は、コアシート１１ａの厚さｔ以上（例
えばｔ〜３ｔ）とし、また第３の永久磁石１４と第３の
孔２３との間のブリッジｋ５は、コアシート１１ａの厚
さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）とし、つまり、鉄心の厚さ
を薄くしている。なお、第４の孔２４については、第３
の孔２３と同じであり、また、ブリッジｋ４，ｋ５につ
いても同じであることからその説明を省略する。
のブリッジｋ４は、コアシート１１ａの厚さｔ以上（例
えばｔ〜３ｔ）とし、また第３の永久磁石１４と第３の
孔２３との間のブリッジｋ５は、コアシート１１ａの厚
さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）とし、つまり、鉄心の厚さ
を薄くしている。なお、第４の孔２４については、第３
の孔２３と同じであり、また、ブリッジｋ４，ｋ５につ
いても同じであることからその説明を省略する。
【００４６】上記ブリッジｋ４，ｋ５により、上述した
コアの製造時にバリ等の発生もなく、コア製造の歩留ま
りが向上する。つまり、製造コストの低下が可能であ
り、また、コアの機械的強度を保つことができ、特に、
回転時のコア強度が保たれることから、モータの信頼性
も向上する。
コアの製造時にバリ等の発生もなく、コア製造の歩留ま
りが向上する。つまり、製造コストの低下が可能であ
り、また、コアの機械的強度を保つことができ、特に、
回転時のコア強度が保たれることから、モータの信頼性
も向上する。
【００４７】上記構成の回転子２０の製造については前
実施例と同じである。つまり、第１ないし第４の孔２
１，２２，２３，２４は、第１ないし第３の永久磁石１
２，１３，１４の孔を打ち抜く際に同時に打ち抜けばよ
い。また、リベット１６およびかしめ１７につても、前
述した実施例と同様に通して形成されることから、その
説明を省略する。
実施例と同じである。つまり、第１ないし第４の孔２
１，２２，２３，２４は、第１ないし第３の永久磁石１
２，１３，１４の孔を打ち抜く際に同時に打ち抜けばよ
い。また、リベット１６およびかしめ１７につても、前
述した実施例と同様に通して形成されることから、その
説明を省略する。
【００４８】図６は、上記他の実施例の第１の変形例を
示す回転子の概略的部分拡大図である。なお、図中、図
５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図６において、回転子３０は、第１および第２の永
久磁石１２，１３と第３の永久磁石１４との間に形成す
るフラックスバリアの孔を同第１ないし第３の永久磁石
１２，１３，１４の孔に連結する。したがって、それら
の間にほぼ台形の第３および第４の孔３１，３２が形成
され、鉄心のない空気層のフラックスバリアが形成され
る。
示す回転子の概略的部分拡大図である。なお、図中、図
５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図６において、回転子３０は、第１および第２の永
久磁石１２，１３と第３の永久磁石１４との間に形成す
るフラックスバリアの孔を同第１ないし第３の永久磁石
１２，１３，１４の孔に連結する。したがって、それら
の間にほぼ台形の第３および第４の孔３１，３２が形成
され、鉄心のない空気層のフラックスバリアが形成され
る。
【００４９】この場合、第３および第４孔３１，３２の
台形の高さは、第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺
よりも低くされており、つまり、第３の永久磁石１４が
第１あるいは第２の永久磁石１２，１３側に移動しない
ようにする。これにより、第１ないし第３の永久磁石１
２，１３，１４の磁束の漏洩、短絡をより防止すること
ができる。なお、上記構成の回転子３０の製造について
は前実施例と同じである。つまり、第１ないし第３の永
久磁石１２，１３，１４の孔、第１および第２の孔２
１，２２を打ち抜く際に、第３および第４の孔３１，３
２を第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４を埋め
込む孔に連結させて打ち抜けばよい。
台形の高さは、第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺
よりも低くされており、つまり、第３の永久磁石１４が
第１あるいは第２の永久磁石１２，１３側に移動しない
ようにする。これにより、第１ないし第３の永久磁石１
２，１３，１４の磁束の漏洩、短絡をより防止すること
ができる。なお、上記構成の回転子３０の製造について
は前実施例と同じである。つまり、第１ないし第３の永
久磁石１２，１３，１４の孔、第１および第２の孔２
１，２２を打ち抜く際に、第３および第４の孔３１，３
２を第１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４を埋め
込む孔に連結させて打ち抜けばよい。
【００５０】図７は、上記他の実施例の第２の変形例を
示す回転子の概略的部分拡大図である。なお、図中、図
５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図７において、回転子４０は、第１および第２の永
久磁石１２，１３と第３の永久磁石１４との間に形成す
るフラックスバリアの第３および第４の孔４１，４２を
同第３の永久磁石１４を埋め込む孔に連結し、第１およ
び第２の永久磁石１２，１３と第３および第４の孔４
１，４２との間にブリッジｋ６を設けている。
示す回転子の概略的部分拡大図である。なお、図中、図
５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図７において、回転子４０は、第１および第２の永
久磁石１２，１３と第３の永久磁石１４との間に形成す
るフラックスバリアの第３および第４の孔４１，４２を
同第３の永久磁石１４を埋め込む孔に連結し、第１およ
び第２の永久磁石１２，１３と第３および第４の孔４
１，４２との間にブリッジｋ６を設けている。
【００５１】この場合、第３および第４の孔４１，４２
は、第１および第２の永久磁石１２，１３の断面長方形
の短辺に平行な直線と、第３の永久磁石１４の断面長方
形の長辺の延長線および同延長線に平行な線とによりほ
ぼ台形とされている。その台形の高さは第１の変形例と
同様に第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺よりも低
くしてななっており、第３の永久磁石１４が第１あるい
は第２の永久磁石１２，１３側に移動しないようにされ
ている。
は、第１および第２の永久磁石１２，１３の断面長方形
の短辺に平行な直線と、第３の永久磁石１４の断面長方
形の長辺の延長線および同延長線に平行な線とによりほ
ぼ台形とされている。その台形の高さは第１の変形例と
同様に第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺よりも低
くしてななっており、第３の永久磁石１４が第１あるい
は第２の永久磁石１２，１３側に移動しないようにされ
ている。
【００５２】これにより、第１ないし第３の永久磁石１
２，１３，１４の磁束の漏洩、短絡が防止され、また、
ブリッジｋ６の幅をｔないし３ｔとすることにより、既
に説明した効果が得られる。なお、上記構成の回転子４
０の製造については前実施例と同じである。つまり、第
１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４の孔、第１お
よび第２の孔２１，２２を打ち抜く際、孔４１，４を第
３の永久磁石１４の孔に連結させて打ち抜けばよい。
２，１３，１４の磁束の漏洩、短絡が防止され、また、
ブリッジｋ６の幅をｔないし３ｔとすることにより、既
に説明した効果が得られる。なお、上記構成の回転子４
０の製造については前実施例と同じである。つまり、第
１ないし第３の永久磁石１２，１３，１４の孔、第１お
よび第２の孔２１，２２を打ち抜く際、孔４１，４を第
３の永久磁石１４の孔に連結させて打ち抜けばよい。
【００５３】図８は、上記他の実施例の第３の変形例を
示す回転子の概略的部分拡大図である。なお、図中、図
５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図８において、回転子５０は、第１および第２の永
久磁石１２，１３と第３の永久磁石１４との間に形成す
るフラックスバリアの第３および第４の孔５１，５２を
同第１および第２の永久磁石１２，１３の孔にそれぞれ
連結し、第３の永久磁石１４と第３および第４の孔５
１，５２との間にブリッジｋ７を設けている。
示す回転子の概略的部分拡大図である。なお、図中、図
５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略す
る。図８において、回転子５０は、第１および第２の永
久磁石１２，１３と第３の永久磁石１４との間に形成す
るフラックスバリアの第３および第４の孔５１，５２を
同第１および第２の永久磁石１２，１３の孔にそれぞれ
連結し、第３の永久磁石１４と第３および第４の孔５
１，５２との間にブリッジｋ７を設けている。
【００５４】この場合、第３および第４の孔５１，５２
は、第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺に平行な直
線と、その両長辺の延長線を第１および第２の永久磁石
１２，１３の断面長方形の短辺から延ばした直線とによ
りほぼ台形とされている。また、その台形の高さは第３
の永久磁石１４の断面長方形の短辺と同程度となってい
る。これにより、第１ないし第３の永久磁石１２，１
３，１４の磁束の漏洩、短絡が防止され、また、ブリッ
ジｋ７の幅をｔないし３ｔとすることにより、既に説明
した効果が得られる。
は、第３の永久磁石１４の断面長方形の短辺に平行な直
線と、その両長辺の延長線を第１および第２の永久磁石
１２，１３の断面長方形の短辺から延ばした直線とによ
りほぼ台形とされている。また、その台形の高さは第３
の永久磁石１４の断面長方形の短辺と同程度となってい
る。これにより、第１ないし第３の永久磁石１２，１
３，１４の磁束の漏洩、短絡が防止され、また、ブリッ
ジｋ７の幅をｔないし３ｔとすることにより、既に説明
した効果が得られる。
【００５５】なお、上記構成の回転子５０の製造につい
ては、前実施例と同じである。つまり、第１ないし第３
の永久磁石１２，１３，１４の孔、第１および第２の孔
２１，２２を打ち抜く際、第３の孔５１を第１の永久磁
石１２の孔に連結させるとともに、第４の孔５２を第２
の永久磁石１３の孔に連結させて打ち抜けばよい。ま
た、上記第１ないし第３の変形例において、リベット１
６およびかしめ１７は、前述した実施例と同様に通して
形成すればよいことから、その説明を省略する。
ては、前実施例と同じである。つまり、第１ないし第３
の永久磁石１２，１３，１４の孔、第１および第２の孔
２１，２２を打ち抜く際、第３の孔５１を第１の永久磁
石１２の孔に連結させるとともに、第４の孔５２を第２
の永久磁石１３の孔に連結させて打ち抜けばよい。ま
た、上記第１ないし第３の変形例において、リベット１
６およびかしめ１７は、前述した実施例と同様に通して
形成すればよいことから、その説明を省略する。
【００５６】
【発明の効果】以上説明した本発明によると、以下に述
べる効果を奏する。本発明の永久磁石電動機は、固定子
の内側の回転子に、台形の両斜辺および上辺に沿って第
１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極とし、第１ない
し第３の永久磁石を当該磁極数分だけ埋め込んで界磁を
形成するとともに、第１および第２の永久磁石は断面長
方形とし、その長辺をｑ軸に平行に配置し、第３の永久
磁石１４は断面長方形とし、その短辺を上記第１および
第２の永久磁石のシャフト側端部に向けて配置されてお
り、また、第１ないし第３の永久磁石を断面長方形の長
辺に直角方向に着磁し、かつ、隣接する磁極を異極とす
るように着磁して上記第１および第２の永久磁石と第３
の永久磁石の使用磁石材料を異なるようにしていること
から、例えば、減磁に強い希土類磁石を第３の永久磁石
に用い、その厚さを薄くしてコスト的に有利とし、ま
た、低コストのフェライト磁石を第１および第２の永久
磁石に用いてそのボリュームを比較的大きくして減磁し
ない程度とすることにより、マグネットトルクを大きす
ることができることから、モータの低コスト、高効率化
が図れることができる。さらには、複数種類の磁石の使
用により種々適応的なモータの実現が図れるという効果
がある。
べる効果を奏する。本発明の永久磁石電動機は、固定子
の内側の回転子に、台形の両斜辺および上辺に沿って第
１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極とし、第１ない
し第３の永久磁石を当該磁極数分だけ埋め込んで界磁を
形成するとともに、第１および第２の永久磁石は断面長
方形とし、その長辺をｑ軸に平行に配置し、第３の永久
磁石１４は断面長方形とし、その短辺を上記第１および
第２の永久磁石のシャフト側端部に向けて配置されてお
り、また、第１ないし第３の永久磁石を断面長方形の長
辺に直角方向に着磁し、かつ、隣接する磁極を異極とす
るように着磁して上記第１および第２の永久磁石と第３
の永久磁石の使用磁石材料を異なるようにしていること
から、例えば、減磁に強い希土類磁石を第３の永久磁石
に用い、その厚さを薄くしてコスト的に有利とし、ま
た、低コストのフェライト磁石を第１および第２の永久
磁石に用いてそのボリュームを比較的大きくして減磁し
ない程度とすることにより、マグネットトルクを大きす
ることができることから、モータの低コスト、高効率化
が図れることができる。さらには、複数種類の磁石の使
用により種々適応的なモータの実現が図れるという効果
がある。
【００５７】本発明の永久磁石電動機は、上記固定子を
６スロット構造とし、上記回転子に上記第１ないし第３
の永久磁石を埋め込んで極とし、その第１ないし第３の
永久磁石を４極数分だけ円周方向に等間隔に埋め込んで
界磁を形成しており、上記第１および第２の永久磁石の
使用磁石をフェライト磁石とし、上記第３の永久磁石の
使用磁石を希土類磁石とし、その第１ないし第３の永久
磁石の磁化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向とし
ていることから、上述と同様の効果を奏するほか、第１
ないし第３の永久磁石の磁化容易方向が固定子の巻線と
正面に向き合う形となるため、磁束の有効利用を図るこ
とができる。また、この三相四極の永久磁石電動機に１
２０度通電方式が採用されることにより、極めて効率的
な回転が実現できるため、モータの効率が最も高くなる
という効果がある。
６スロット構造とし、上記回転子に上記第１ないし第３
の永久磁石を埋め込んで極とし、その第１ないし第３の
永久磁石を４極数分だけ円周方向に等間隔に埋め込んで
界磁を形成しており、上記第１および第２の永久磁石の
使用磁石をフェライト磁石とし、上記第３の永久磁石の
使用磁石を希土類磁石とし、その第１ないし第３の永久
磁石の磁化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向とし
ていることから、上述と同様の効果を奏するほか、第１
ないし第３の永久磁石の磁化容易方向が固定子の巻線と
正面に向き合う形となるため、磁束の有効利用を図るこ
とができる。また、この三相四極の永久磁石電動機に１
２０度通電方式が採用されることにより、極めて効率的
な回転が実現できるため、モータの効率が最も高くなる
という効果がある。
【図１】本発明の一実施の形態を示す永久磁石電動機の
概略的構造図。
概略的構造図。
【図２】図１に示す永久磁石電動機の回転子を説明する
ための概略的構造図。
ための概略的構造図。
【図３】図１に示す永久磁石電動機の回転子を説明する
ための概略的側面図。
ための概略的側面図。
【図４】本発明の他の実施例を示す回転子の概略的構造
図。
図。
【図５】図４に示す回転子の概略的部分拡大図。
【図６】本発明の他の実施例の第１の変形例を示す永久
磁石電動機の回転子の概略的部分拡大図。
磁石電動機の回転子の概略的部分拡大図。
【図７】本発明の他の実施例の第２の変形例を示す永久
磁石電動機の回転子の概略的部分拡大図。
磁石電動機の回転子の概略的部分拡大図。
【図８】本発明の他の実施例の第３の変形例を示す永久
磁石電動機の回転子の概略的部分拡大図。
磁石電動機の回転子の概略的部分拡大図。
【図９】従来の永久磁石電動機の回転子を説明するため
の概略的構造図。
の概略的構造図。
３ シャフト １０ 固定子 １０ａ 歯 １０ｂ 巻線（集中巻） １１，２０，３０，４０，５０ 回転子 １１ａ コアシート １２ 第１の永久磁石（フェライト磁石） １３ 第２の永久磁石（フェライト磁石） １４ 第３の永久磁石（希土類磁石） １６ リベット １７ かしめ ２１ 第１の孔（フラックスバリア） ２２ 第２の孔（フラックスバリア） ２３，３１，４１，５１ 第３の孔（フラックスバリ
ア） ２４，３２，４２，５２ 第４の孔（フラックスバリ
ア） ｋ２，ｋ３，ｋ４，ｋ５，ｋ６，ｋ７ ブリッジ ｔ コアシートの厚さ Ｗ 支柱
ア） ２４，３２，４２，５２ 第４の孔（フラックスバリ
ア） ｋ２，ｋ３，ｋ４，ｋ５，ｋ６，ｋ７ ブリッジ ｔ コアシートの厚さ Ｗ 支柱
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０２Ｋ 15/02 Ｈ０２Ｋ 15/02 Ｆ Ｈ 15/03 15/03 Ｇ 21/14 21/14 Ｍ (72)発明者 福田 好史 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 (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） 5H002 AA01 AA09 AB01 AB07 AC03 AE07 AE08 5H615 AA01 BB01 BB07 PP01 PP02 SS03 SS05 SS19 SS20 SS51 5H619 AA01 AA03 AA07 BB01 BB06 BB24 PP01 PP02 PP05 PP06 PP08 5H621 BB07 BB10 GA01 GA04 GA11 JK01 5H622 AA03 AA04 CA13 CB02 CB03 CB05 DD01 DD02 PP03 PP07 PP10 QB01
Claims (12)
- 【請求項１】 回転磁界を発生する固定子の内側に永久
磁石を埋め込んだ回転子を有する永久磁石電動機におい
て、前記固定子は、所定数の溝構造として各歯に集中巻
巻線を施し、前記回転子は、台形の両斜辺および上辺に
沿って第１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極とし、
該第１ないし第３の永久磁石を当該磁極数分だけ埋め込
んで界磁を形成し、該第１および第２の永久磁石は断面
長方形とした板形状でその長辺をｑ軸に平行に配置し、
前記第３の永久磁石１４は断面長方形とした板形状でそ
の短辺を前記第１および第２の永久磁石のシャフト側端
部に向けて配置してなり、前記第１ないし第３の永久磁
石を断面長方形の長辺に直角方向に着磁し、かつ、隣接
する磁極を異極とするように着磁し、前記第１および第
２の永久磁石と第３の永久磁石の使用磁石を異なるよう
にしたことを特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項２】 回転磁界を発生する固定子の内側に永久
磁石を埋め込んだ回転子を有する永久磁石電動機におい
て、前記固定子は、６個の溝構造として各歯に集中巻巻
線を施し、前記回転子は、台形の両斜辺および上辺に沿
って第１ないし第３の永久磁石を埋め込んで極とし、該
第１ないし第３の永久磁石を４極数分だけ円周方向に等
間隔に埋め込んで界磁を形成し、該第１および第２の永
久磁石は断面長方形とした板形状でその長辺をｑ軸に平
行にして配置し、前記第３の永久磁石１４は断面長方形
とした板形状でその短辺を前記第１および第２の永久磁
石のシャフト側端部に向けて配置してなり、前記第１な
いし第３の永久磁石を断面長方形の長辺に直角方向に着
磁し、かつ、隣接する磁極を異極とするように着磁し、
前記第１および第２の永久磁石の使用磁石をフェライト
磁石とするとともに、前記第３の永久磁石の使用磁石を
希土類磁石とし、その第１ないし第３の永久磁石の磁化
容易方向を断面長方形の長辺に直角方向としてなること
を特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項３】 前記第１および第２の永久磁石の使用磁
石をフェライト磁石とするとともに、前記第３の永久磁
石の使用磁石を希土類磁石とし、前記第１ないし第３の
永久磁石の磁化容易方向を断面長方形の長辺に直角方向
としてなる請求項１に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項４】 前記隣接する磁極の第１の永久磁石と第
２の永久磁石との間には支柱を形成し、この支柱の幅
を、少なくとも当該コアを構成するためのコアシートの
厚さ以上としてなる請求項１，２または３に記載の永久
磁石電動機。 - 【請求項５】 前記第１および第２の永久磁石と外周と
の間には第１および第２の孔を形成してフラックスバリ
アとし、前記第１および第２の永久磁石と前記第３の永
久磁石との間には第３および第４の孔を形成してフラッ
クスバリアとしてなる請求項１，２，３または４に記載
の永久磁石電動機。 - 【請求項６】 前記第１および第２の孔は、それぞれ前
記第１および第２の永久磁石の断面長方形の短辺よりな
る直線と、外周に沿った円弧およびｑ軸に平行な直線と
により囲まれている請求項５に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項７】 前記第３の孔は、前記第１および第３の
永久磁石の断面長方形の短辺に平行な直線と、第３の永
久磁石の断面長方形の長辺の延長線とにより三角形と
し、この第３の孔と第１および第３の永久磁石との間に
所定幅のブリッジを形成し、前記第４の孔は前記第２お
よび第３の永久磁石の断面長方形の短辺に平行な直線
と、前記第３の永久磁石の断面長方形の長辺の延長線と
により三角形とし、この第４の孔と前記第２および第３
の永久磁石との間に所定幅のブリッジを形成してなる請
求項５に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項８】 前記第３の孔は、前記第１および第３の
永久磁石の断面長方形の短辺同士を結ぶ直線による台形
とし、その台形の高さを第３の永久磁石の断面長方形の
短辺より低くするとともに、前記第４の孔は前記第２お
よび第３の永久磁石の断面長方形の短辺同士を結ぶ直線
による台形とし、その台形の高さを前記第３の永久磁石
の断面長方形の短辺より低くし、前記第１ないし第３の
永久磁石を埋め込む孔と前記第３および第４の孔を台形
の両斜辺および上辺の形状に連結してなる請求項５に記
載の永久磁石電動機。 - 【請求項９】 前記第３の孔は、前記第１の永久磁石の
断面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永久磁石の断
面長方形の長辺の延長線および同延長線に平行な直線と
による台形とし、その台形の高さを第３の永久磁石の断
面長方形の短辺より低くするとともに、前記第４の孔
は、前記第２の永久磁石の断面長方形の短辺と平行な直
線と、前記第３の永久磁石の断面長方形の長辺の延長線
および同延長線に平行な直線とによる台形とし、その台
形の高さを前記第３の永久磁石の断面長方形の短辺より
低くし、前記第３および第４の孔を前記第３の永久磁石
の孔に連結して前記第３および第３の孔と第１および第
２の永久磁石との間に所定幅のブリッジを形成してなる
請求項５に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項１０】 前記第３の孔は、前記第３の永久磁石
の断面長方形の短辺と平行な直線と、第３の永久磁石の
断面長方形の両長辺の延長線を前記第１の永久磁石の断
面長方形の短辺部から延ばした直線とによる台形とする
とともに、前記第４の孔は、前記第３の永久磁石の断面
長方形の短辺と平行な直線と、前記第３の永久磁石の断
面長方形の両長辺の延長線を前記第２の永久磁石の断面
長方形の短辺部から延ばして直線とによる台形とし、前
記第３および第４の孔を前記第１および第２の永久磁石
の孔に連結して前記第３の孔および第４の孔と第３の永
久磁石との間に所定幅のブリッジを形成してなる請求項
５に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項１１】 前記第１ないし第３の永久磁石とシャ
フトとの間の領域でｑ軸上に、あるいは、前記第１ない
し第３の永久磁石と外周との間の領域でｄ軸上には、リ
ベットあるいはボルトを通して前記永久磁石電動機の回
転子のコアを固定しており、前記リベットあるいはボル
トの材質を磁性材としてなる請求項１，２，３，４，
５，６，７，８，９または１０に記載の永久磁石電動
機。 - 【請求項１２】 前記第１ないし第３の永久磁石とシャ
フトとの間の領域でｑ軸上に、リベットあるいはボルト
を通す場合、前記第１ないし第３の永久磁石と外周との
間の領域でｄ軸上には当該コア積層時にかしめを形成
し、前記第１ないし第３の永久磁石と外周との間の領域
でｄ軸上に、リベットあるいはボルトを通す場合、前記
第１ないし第３の永久磁石とシャフトとの間の領域でｑ
軸上には当該コア積層時にかしめを形成して前記永久磁
石電動機の回転子のコアを固定するようにした請求項１
１に記載の永久磁石電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000269580A JP2002084722A (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 永久磁石電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000269580A JP2002084722A (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 永久磁石電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002084722A true JP2002084722A (ja) | 2002-03-22 |
Family
ID=18756158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000269580A Pending JP2002084722A (ja) | 2000-09-06 | 2000-09-06 | 永久磁石電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002084722A (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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