JP2003023740A - 永久磁石型電動機の永久磁石型回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コギングトルクを低減するとともに、逆誘起
電圧波形を改善して運転特性を向上させることができる
永久磁石型電動機の永久磁石型回転子を得る。 【解決手段】 鉄心磁極部３は、回転子鉄心中心Ｏから
の距離が最も大きくなる位置４を磁極中心から左右対象
で、一方が固定子スロット歯に対向しているときには、
他方は固定子スロット開口部に対向する位置に２箇所
（４ａ，４ｂ）設け、この回転子鉄心中心Ｏからの距離
が最も大きくなる位置４と、回転子鉄心中心Ｏからの距
離が最も小さくなる位置である鉄心磁極部の極間部５と
を結ぶアーク形状とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は永久磁石型電動機
に使用する永久磁石型回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】同期電動機の回転時には、通常、ステー
タコアの歯数、すなわち巻線を設置するためにステータ
コアに必須的に設けたスロットの個数に比例して、トル
クの脈動、いわゆるコギングトルクが発生する。このコ
ギングトルクは、ロータに対向するステータの周面上に
スロットの開口部が存在することにより、ロータとステ
ータとの相対移動時にロータの磁極から発生する界磁磁
束の磁路が、各開口部を磁極が横切る度に周期的に変化
し、ロータとステータとの空隙における磁束分布に乱れ
が生じることに起因している。

【０００３】図１３は例えば特開平５−１３７３０４号
公報に示された従来の自然数倍スロット構造を有する同
期電動機の断面を示す図で、６極３６スロット、すなわ
ちロータ１極に対して自然数個（６個）のステータスロ
ットが対向する自然数倍スロット構造の例を示した。図
において、２１は出力軸、２２はロータ、２３は永久磁
石、２４はヨーク、２５はヨーク２４の外周面、２６は
ヨークの外周面の頂点である。また、３０はステータ、
３１はスロット、３２はスロット３１の開口部、３３は
ステータ３０の内周面である。

【０００４】図１３の同期電動機は、出力軸２１を中心
に６個の永久磁石２３を放射状に配置して、各永久磁石
２３間に配設した継鉄すなわちヨーク２４により６個の
磁極を構成するロータ２２と、ロータ２２を囲繞する３
６個のスロット３１を有したステータ３０を有する。こ
の電動機では、ロータ２２の１極に対し６個のスロット
３１が対向する。各スロット３１には巻線（図示せず）
が収容される。

【０００５】ロータのヨーク２４の外周面２５は、仮に
ステータ３０の内周面３３にスロット３１による開口が
ないとした場合に、ロータ２２から発生する磁束密度が
ほぼ正弦波形を呈示するような所定のアーク形状に形成
されている。したがってこのアーク形状は、外周面２５
の頂点２６に関して左右対称であり、各頂点２６は各ヨ
ーク２４間で等間隔（中心角６０°）に配置される。

【０００６】図１４は従来の同期電動機のステータとロ
ータとの間の空隙における磁束分布を示す図で、例えば
ロータ２２の静止時に磁極すなわちヨーク２４の外周面
２５を走査して磁束分布を測定した場合に予測されるも
のである。図において、２７はコギングトルクの原因と
なる波形凹部である。実際にロータ２２から発生する磁
束は、スロット３１の開口部３２に起因して正弦波形に
乱れを生じ、これがコギングトルクの原因となる。ロー
タ２２の１磁極すなわち１つのヨーク２４が１２スロッ
ト分（電気角３６０°、機械角１２０°）だけ回転する
間に、１２回の波形凹部２７が規則的に（電気角３０°
につき１回）生じる。この電動機においては、波形凹部
２７がロータ１極対におけるＮ極とＳ極とで同期して同
一方向へ発生するため、その大きさは１つの波形凹部２
７の２倍となり、全体としてコギングトルクの変動幅は
極めて大きなものとなる。

【０００７】図１５は例えば特開平５−１３７３０４号
公報に示された従来の自然数倍スロット構造を有する同
期電動機の断面を示す図で、磁極数およびスロット数を
変えることなくコギングトルクの大きさを低減させるよ
うにしたものである。図において、３０〜３３は図１３
と同様であり、その説明を省略する。また、４０は出力
軸、４１はロータ、４２（４２ａ，４２ｂ）は永久磁
石、４３はヨーク、４４はヨーク４３の外周面、４５は
ヨークの外周面４４の頂点である。

【０００８】図１５の同期電動機は、出力軸４０を中心
に６個の永久磁石４２（４２ａ，４２ｂ）を放射状に配
置して、各永久磁石４２（４２ａ，４２ｂ）間に配置し
たヨーク４３により６個の磁極を構成するロータ４１
と、ロータ４１を囲繞する３６個のスロット３１を有し
たステータ３０とを備える。

【０００９】ロータの各ヨーク４３の間に配置された永
久磁石４２は、隣合う２つの永久磁石の厚さが異なり、
薄肉の永久磁石４２ａと厚肉の永久磁石４２ｂとが周方
向へ交互に配置されている。厚肉の永久磁石４２ｂの厚
さは、薄肉の永久磁石４２ａの厚さの略２倍となる。永
久磁石４２ａ，４２ｂの厚さの差により、各ヨークの外
周面にある頂点４５の位置が、従来の周方向へ等間隔に
配置された標準配置から間隔が規則的に変化する配置へ
と変わっている。すなわち、薄肉の永久磁石４２ａを挟
んだ隣接ヨーク間ではステータのスロット３１のピッチ
角度の１／２（機械角５°、電気角１５°）だけ相互に
近づき、これに伴って厚肉の永久磁石４２ｂを挟んだ隣
接ヨーク間ではステータのスロット３１のピッチ角度の
１／２だけ相互に遠ざかるように、各ヨーク４３が規則
的に配置されている。ロータの１極対を構成する隣合う
２つのヨークの外周面にある頂点４５の位置が、相互に
電気角１５°（機械角５°）だけずれることになる。

【００１０】したがって、図１５の同期電動機において
は、隣合う２つのヨーク４３すなわちロータ４１の１極
対において、１周期につき２倍の２４回の波形凹部が電
気角１５°につき１回づつ発生することになる。このよ
うにして、図１３の同期電動機において局部的に集中し
ていた波形凹部の発生が多点に分散されるとともに、波
形凹部に基づくトルクと本来の出力トルクとが相殺し合
うことにより、コギングトルクの変動幅が縮減される。
図１５に示した自然数倍スロット構造を有する同期電動
機の構成は、隣接する各ヨークの配置をステータのスロ
ットのピッチ角度の１／２だけずらすことにより、１極
対のヨークに対向するスロットの個数を１１．５個に減
らし、１極に対して強制的に非自然数個のスロットを対
向させたものであり、従来の非自然数倍スロット構造を
有した電動機によって生じる効果とほぼ同等のものであ
るといえる。

【００１１】図１６は従来の自然数倍スロット構造を有
する同期電動機におけるコギングトルクの波形を示す図
であり、（ａ）は１磁極分のコギングトルクの波形、
（ｂ）は図１３に示した従来の自然数倍スロット構造を
有する同期電動機における６磁極分のコギングトルクを
合成した波形、（ｃ）は図１５のコギングトルクの大き
さを低減させた従来の自然数倍スロット構造を有する同
期電動機における６磁極分のコギングトルクを合成した
波形である。コギングトルクは１磁極が１回転するとス
ロット開口部の数だけ磁束密度の粗密ができるために発
生するもので、図では１／４周分の９個の山を示す。

【００１２】図１３に示した従来の自然数倍スロット構
造を有する同期電動機において、ヨーク２４の外周面に
ある頂点２６間の角度は６０°となり、頂点２６がスロ
ット開口部３２に位置するときは、頂点２６は６点全て
同一位置関係となる。したがって、図１３に示した同期
電動機のコギングトルクは、図１６（ｂ）に示すよう
に、１磁極分のコギングトルクの波形（ａ）を６極分合
成したものとなり、全く同位相となるためコギングトル
クの大きさは単純に６倍となる。

【００１３】また、図１５のコギングトルクの大きさを
低減させた従来の自然数倍スロット構造を有する同期電
動機においては、各ヨーク４３は、各ヨークの外周面に
ある頂点４５がロータの回転中心に関して同一円周上に
規則的に、すなわち中心角５５°および６５°の位置に
交互になるように、規則的に配置されており、各ヨーク
の外周面にある頂点４５は、一方の頂点４５がスロット
開口部３１に位置するとき、隣となる頂点４５はスロッ
ト歯部に位置するようになる。したがって、６つの磁極
のうち、３つの磁極により発生するコギングトルクの位
相は同じであるが、残り３つの磁極によるコギングトル
クの山は前記３つの中間に位置することになる。図１５
に示した同期電動機のコギングトルクは、図１６（ｃ）
に示すように、１磁極分のコギングトルクの波形（ａ）
を３磁極分分合成したものとなり、コギングトルクの山
の数は倍に増える。したがって、図１５に示した同期電
動機のコギングトルクは、図１３に示した同期電動機の
コギングトルクと比べ、コギングトルクの山の数は倍に
増え、コギングトルクの大きさは半減する。

【００１４】上述のように、図１５の磁極間の中心間角
度（ヨーク４３の外周面の頂点４５間の角度）を５５°
および６５°と不等間隔とした自然数倍スロット構造を
有する同期電動機のコギングトルクは、図１６（ｃ）に
示すように、図１６（ｂ）に比べてコギングトルクリッ
プルとしては約半分とすることができ、コギングトルク
低減の効果を上げることができる。

【００１５】また、図１７は例えば特開平５−１３７３
０４号公報に示された従来の同期電動機のロータを示す
図で、（ａ）は側面図、（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（ｃ）
はＣ−Ｃ断面図である。ロータは軸線方向へ分割された
２つのロータブロックからなり、それぞれの該ブロック
において、ヨーク位置決め手段が、複数のヨークを、そ
の周面の頂点の各々が標準配置からスロットのピッチ角
度の１／４だけ相互に接近方向および離反方向へ、かつ
交互に接近および離反する配置関係を有するように配置
するとともに、２つのブロックを、スロットのピッチ角
度の１／４だけ相互に回転した状態で連結する。ロータ
の各ブロックとも図１５のロータと同様に厚さの異なる
２種類の永久磁石を使用する構成とし、ロータの前ブロ
ックおよび後ブロックは、それぞれが隣接する１極対の
ヨークが相互に電気角１５°（機械角５°）だけ位相の
ずれた磁束を生じる６個の磁極を形成するようになって
いる。前ブロックと後ブロックとの磁束の位相差を、各
ブロックで残された波形凹部の発生周期対応角の１／２
（あるいはステータのスロットピッチ角度の１／４）、
すなわち電気角７．５°（機械角２．５°）に設定す
る。

【００１６】ロータは電動機の軸線方向へ前後２つのブ
ロックに分割した構成である。図において、４０は出力
軸、４２ａは薄肉の永久磁石、４２ｂは厚肉の永久磁石
である。また、５０はロータ、５１はロータ５０の前ブ
ロック、５２はロータ５０の後ブロック、５３（５３
ａ，５３ｂ）はヨーク、５４はヨークの外周面の頂点、
５５はタイロッド用貫通穴、５６は一般に電磁鋼板の積
層体からなるヨークを一体的に固定するタイロッド、５
７はタイロッド固定板である。ロータ５０の回転中心Ｏ
とタイロッド用貫通穴５５の中心点Ｃとを結ぶ直線αと
回転中心Ｏと各ヨーク５３ａおよび５３ｂの外周面の頂
点５４とを結ぶ直線βとのなす角は、ヨーク５３ａにお
いて１．２５°、ヨーク５３ｂにおいて３．７５°とな
る。そして、各頂点５４の偏向方向は交互に逆方向とな
っている。

【００１７】前ブロック５１および後ブロック５２は、
それぞれが図１３、図１５に示したロータと同様に、隣
接する１極対のヨークが相互に電気角１５°(機械角５
°)だけ位相のずれた磁束を生る６個の磁極を形成する
ようになっている。図では、ロータ５０の各ブロックと
も、図１５のロータ同様に、厚さの異なる２種類の永久
磁石を使う構成とし、前ブロック５１と後ブロック５２
の位相差を、各ブロックで残された波形凹部の発生周期
対応の１／２（あるいは、ステータのスロットピッチ角
の１／４）、すなわち電気角７．５°(機械角２．５°)
に設定する。

【００１８】図１７のように磁極最大点の位置を２．５
°ずらして軸方向に並べると、図１７の例ではスロット
数が３６であるので、スロット間機械角は１０°であり、
２．５°のズレは頂点位置が１／４ピッチずれているこ
とになる。図１５の隣接する各ヨークの配置をステータ
のスロットのピッチ角度の１／２だけずらした構成とし
た自然数倍スロット構造を有する同期電動機では、コギ
ングトルクは、図１６（ｃ）に示すようにコギングトル
クの山の数が倍増した。２．５°のズレは、更に中間に位
置することになるため、この不等ピッチ磁極ペアにより
発生するコギングトルクは軸方向の２ブロックでは波形
の頂点は更に半ピッチずれて、コギングトルクの山の数
は更に２倍の４倍の３６×４＝１４４となり、コギング
トルクリップルとしては約１／４となりコギングトルク
低減の効果は更に上げることができる。

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】上述の図１５に示した
従来の自然数倍スロット構造を有する同期電動機では、
ステータのスロット数およびロータの磁極数を変えるこ
となく、コギングトルクの大きさを低減させることがで
き、さらに上述の図１７に示した従来の自然数倍スロッ
ト構造を有する同期電動機では、さらにコギングトルク
の大きさを低減させることができたが、軸方向に２組の
不等ピッチ磁極ペアが２．５°ずれて配置されているた
め、磁極の端部付近は軸方向の隣の磁極と極性が異なる
ための漏れ磁束増加によりトルク低下が発生するという
問題点があった。また、逆誘起電圧波形の改善には結び
つかないため依然として高調波成分による速度リップル
の増加や高調波損失発生の改善には結びつかないという
問題点があった。

【００２０】また、２種類の永久磁石４２ａ，４２ｂの
厚みおよびタイロッド用貫通穴５５の寸法差により、ヨ
ークの外周面にある頂点の位置に角度誤差が生じ易く、
コギングトルクのばらつきとなるため、これら部品の精
度が必要であり、またタイロッド固定板はステンレスな
どの非磁性体が必要であることからコストアップすると
いう問題点があった。また、ロータを電動機の軸線方向
へ前後２つのブロック５１，５２に分割した構成であ
り、厚さの異なる２種類の永久磁石４２ａ，４２ｂおよ
びタイロッド用貫通穴５５位置とヨークの外周面の頂点
の位置との組み合わせの異なる４種類のヨークを使う構
成となるため、さらに部品種類が増加し、生産性が低下
するという問題点があった。

【００２１】この発明は、上述のような課題を解決する
ためになされたもので、コギングトルクを低減するとと
もに、逆誘起電圧波形を改善して運転特性を向上させる
ことができる永久磁石型電動機の永久磁石型回転子を得
るものである。

【００２２】

【課題を解決するための手段】この発明に係る永久磁石
型電動機の永久磁石型回転子は、回転子鉄心の円周方向
に回転子の極数分等間隔に設けられ、鉄心周方向を長
辺、鉄心径方向を短辺とし、軸方向に貫通する磁石装着
孔のそれぞれに、磁極面を鉄心径方向として互いに隣接
する磁極が異なるように永久磁石を装着し、この永久磁
石のそれぞれの外周側磁極面に鉄心磁極部を形成するよ
うにした永久磁石型電動機の永久磁石型回転子におい
て、前記永久磁石型回転子における１極分の鉄心磁極部
は、前記回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位
置を磁極中心から左右にずれた位置で、一方の位置が固
定子スロット歯に対向しているときに、他方の位置は固
定子スロット開口部に対向するように２箇所設け、この
回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置と、前
記回転子鉄心中心からの距離が最も小さくなる位置であ
る鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状としたもので
ある。

【００２３】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置を磁極ごと
に磁極中心から進みと遅れと交互に逆方向にずれた位置
に１箇所設け、この回転子鉄心中心からの距離が最も大
きくなる位置と回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
なる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状とした回転
子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を積層した２
つの回転子鉄心を１極分ずらして軸方向に積重ねるとと
もに、軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石を装
着して作成することにより、回転子鉄心中心からの距離
が最も大きくなる位置の一方が固定子スロット歯に対向
しているときには、他方は固定子スロット開口部に対向
する位置になるようにしたものである。

【００２４】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置を磁極中心
からずれた位置に１箇所設け、この回転子鉄心中心から
の距離が最も大きくなる位置と回転子鉄心中心からの距
離が最も小さくなる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク
形状とした回転子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜
板を積層した２つの回転子鉄心を裏返して軸方向に積重
ねるとともに、軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久
磁石を装着した永久磁石型回転子を作成することによ
り、回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置の
一方が固定子スロット歯に対向しているときには、他方
は固定子スロット開口部に対向する位置になるようにし
たものである。

【００２５】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心
から左右対象に２箇所設け、これらの回転子鉄心中心か
らの距離が最も大きくなる位置と回転子鉄心中心からの
距離が最も小さくなる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアー
ク形状とした回転子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心
抜板を積層するとともに、軸方向に貫通した前記磁石装
着孔に永久磁石を装着した永久磁石型回転子を作成する
ことにより、回転子鉄心中心からの距離が最も大きくな
る位置の一方が固定子スロット歯に対向しているときに
は、他方は固定子スロット開口部に対向する位置になる
ようにしたものである。

【００２６】また、この発明の永久磁石型電動機の永久
磁石型回転子は、回転子鉄心の円周方向に回転子の極数
分等間隔に設けられ、鉄心周方向を長辺、鉄心径方向を
短辺とし、軸方向に貫通する磁石装着孔のそれぞれに、
磁極面を鉄心径方向として互いに隣接する磁極が異なる
ように永久磁石を装着し、この永久磁石のそれぞれの外
周側磁極面に鉄心磁極部を形成するようにした永久磁石
型電動機の永久磁石型回転子において、前記永久磁石型
回転子における１極分の鉄心磁極部は、前記回転子鉄心
中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心から左
右に各２個所、ただし、この４個所のうちの１つが固定
子スロット歯に対向しているときには、この４個所の内
の他の一つは固定子スロット開口部に対向する位置に設
け、これらの回転子鉄心中心からの距離が最も大きくな
る位置と、前記回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
なる位置である鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状
としたものである。

【００２７】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心
から左右で、一方が固定子スロット歯に対向していると
きには、他方は固定子スロット開口部に対向する位置に
２箇所、かつ鉄心磁極部の極間部で線対称に設け、この
回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置と回転
子鉄心中心からの距離が最も小さくなる鉄心磁極部の極
間部とを結ぶアーク形状とした回転子鉄心抜板を使用
し、この回転子鉄心抜板を積層した２つの回転子鉄心を
１極分ずらして軸方向に積重ねるとともに、軸方向に貫
通した前記磁石装着孔に永久磁石を装着した永久磁石型
回転子を作成するようにしたものである。

【００２８】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心
から左右で、一方が固定子スロット歯に対向していると
きには、他方は固定子スロット開口部に対向する位置に
２箇所に設け、この回転子鉄心中心からの距離が最も大
きくなる位置と回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
なる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状とした回転
子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を積層した２
つの回転子鉄心を裏返して軸方向に積重ねるとともに、
軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石を装着した
永久磁石型回転子を作成するようにしたものである。

【００２９】

【発明の実施の形態】実施の形態１．図１はこの発明の
実施の形態１に係る自然数倍スロット構造を有する永久
磁石型電動機の永久磁石型回転子に使用する回転子鉄心
抜板の形状を示す図である。図において、１ａは回転子
鉄心抜板、２は回転子鉄心抜板１ａの円周方向に回転子
の極数分等間隔に設けられ、永久磁石を挿入する磁石装
着孔である。また、３（３ａ，３ｂ）は磁石装着孔２の
外側に形成される磁極部、４（４ａ，４ｂ）は磁極部３
の頂点、５は磁極部４の間に設けられた凹状の極間部で
ある。

【００３０】磁石装着孔２は、回転子鉄心の周方向を長
辺、径方向を短辺とした矩形形状の孔で、図では回転子
の極数を６極とし、６０°等間隔に設けた例を示した。
磁石装着孔２の外側（挿入される永久磁石の外側）に形
成される磁極部３の外周形状は、回転子鉄心抜板１ａの
中心Ｏからの距離が最も大きくなる磁極部３の頂点４
（４ａ，４ｂ）を磁極中央部である磁極中心から交互に
２．５°進んだ位置、２．５°遅れた位置に設け、この
頂点４（４ａ，４ｂ）と回転子鉄心抜板１ａの中心Ｏか
らの距離が最も小さくなる極間部５とをアーク形状で結
んだものである。また、回転子鉄心抜板１ａでは磁極部
３の頂点４（４ａ，４ｂ）の磁極中心から２．５°ずれ
る方向として、進みと遅れとを交互に設けたので、頂点
間角度は６５°と５５°とが交互に形成される。

【００３１】図２はこの発明の実施の形態１に係る自然
数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機の永久磁石
型回転子を示す図で、回転子鉄心抜板１ａを積層した２
つの回転子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）を１極
分ずらして組み合わせたものである。図において、２〜
５は図１と同様であり、その説明を省略する。また、回
転子鉄心抜板１ａを積層した２つの回転子ブロック（ブ
ロックＡ、ブロックＢ）を１極分ずらして組み合わせた
場合であっても、磁石装着孔２はブロックＡ、ブロック
Ｂとも同じ位置であり、磁石装着孔２に装着する永久磁
石は同寸法のものが使用できる。

【００３２】図３はこの発明の実施の形態１に係る自然
数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における永
久磁石型回転子の磁極部の頂点と磁極中心との位置関係
を示す図で、回転子鉄心抜板１ａを積層した２つの回転
子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）を１極分ずらし
て、軸方向へ前後組み合わせた永久磁石型回転子を、軸
方向から見た場合の磁極部の頂点と磁極中心との位置関
係を示したものである。図において、ブロックＡの磁極
部を実線、ブロックＢの磁極部を破線で示す。ブロック
ＡとブロックＢとの２つの回転子ブロックを１極分ずら
して軸方向へ前後組み合わせたことにより、２つの回転
子ブロックを１つの回転子鉄心として見た場合、磁極部
の頂点が磁極中心（磁石装着孔２の中央部）から２．５
°左右にずれた２つの山で構成されたものとなる。

【００３３】図４はこの発明の実施の形態１に係る自然
数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における固
定子スロットの開口部および固定子スロットの歯と回転
子の磁極部の頂点との関係を示す図である。図におい
て、４（４ａ，４ｂ）は回転子の磁極部の頂点、３０は
固定子、３１はスロット、３２はスロット３１の開口
部、３３はステータ３０の内周面、３４はスロット３０
の歯である。

【００３４】図３に示すように、磁極中心（磁石装着孔
２の中央部）から２．５°左右にずれた磁極部の頂点を
有する２つの回転子ブロック（ブロックＡ、ブロック
Ｂ）を１極分ずらして軸方向へ前後組み合わせた永久磁
石型回転子の磁極部の頂点は、頂点間角度としては５°
となるため、一方の頂点４ａが固定子スロット歯３４に
対向しているときには、他方の頂点４ｂは固定子スロッ
ト開口部３２に対向することになる。 従って、１つの磁極が１周すると５°毎に磁気吸引力が
最大になるコギングトルクの山は、７２山発生する。そ
れぞれの山の最大点では軸方向にスロット歯に対向する
鉄心は回転子鉄心の約半分であるので、磁気吸引力も約
半分になり、図２３（ｃ）に示すように図２３（ｂ）に
比べ、山の数が２倍、山の高さが半分となる。

【００３５】固定子スロット数３６の場合、スロット間
ピッチは１０°であるので、２つの頂点間角度は５°、
１５°、２５°の場合効果がある。 上述では、磁極部の頂点が磁極中心（磁石装着孔２の中
央部）から２．５°左右にずれた例を示したが、磁極部
の頂点を磁極中心（磁石装着孔２の中央部）から７．５
°左右にずらした場合でも同じ効果が得られる。

【００３６】図５はこの発明の実施の形態１に係る自然
数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における逆
誘起電圧波形を示す図で、（ａ）はブロックＡおよびブ
ロックＢの２つの回転子ブロックの逆誘起電圧波形、
（ｂ）はブロックＡ、ブロックＢの２つの回転子ブロッ
クを合成した逆誘起電圧波形である。実施の形態１の永
久磁石型電動機は、永久磁石型回転子をブロックＡとブ
ロックＢと２つの回転子ブロックを１極分ずらして組み
合わせた構成としており、ブロックＡとブロックＢの逆
誘起電圧波形である波形Ａ、波形Ｂは、ピーク値の位置
が７．５°（電気角＝機械角２．５°×極対数（＝
３））進んだ位置または遅れた位置となる。

【００３７】また、固定子鉄心コイルは２つの回転子ブ
ロックＡ、Ｂの鉄心幅を含むため巻線に発生する逆誘起
電圧は、図（ｂ）のように波形Ａ、波形Ｂを合成した対
称形となり、第二次高調波を含まない波形となるので、
コギングトルクを低減するとともに、高調波成分による
振動騒音の発生・速度リップルの増加や高調波損失発生
についても抑制することができる。 また、回転子抜板が１種類でよく、また磁石挿入孔が揃
っているので使用する永久磁石も１種類で良いため生産
性が良い。

【００３８】実施の形態２．図６は、この発明の実施の
形態２に係る自然数倍スロット構造を有する永久磁石型
電動機の永久磁石型回転子に使用する回転子鉄心抜板の
形状を示す図である。図において、１ｂは回転子鉄心抜
板、２は回転子鉄心抜板１ｂの円周方向に回転子の極数
分等間隔に設けられ、永久磁石を挿入する磁石装着孔で
ある。また、６は磁石装着孔２の外側に形成される磁極
部、７は磁極部の間に設けられた凹状の極間部、８は磁
極部６の頂点である。

【００３９】磁石装着孔２は、回転子鉄心の周方向を長
辺、径方向を短辺とした矩形形状の孔で、図では回転子
の極数を６極とし、６０°等間隔に設けた例を示した。
磁石装着孔２の外側（挿入される永久磁石の外側）に形
成される磁極部６の外周形状は、回転子鉄心抜板１ｂの
中心Ｏからの距離が最も大きくなる磁極部６の頂点８を
磁極中心から同方向に２．５°ずれた位置に設け、この
頂点８と回転子鉄心抜板１ｂの中心Ｏからの距離が最も
小さくなる極間部７とをアーク形状で結んだものであ
る。

【００４０】図７はこの発明の実施の形態２に係る自然
数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における永
久磁石型回転子の磁極部の頂点と磁極中心との位置関係
を示す図で、回転子鉄心抜板１ｂを積層した２つの回転
子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）の内、一方のブ
ロックを裏返して軸方向に積重ねた永久磁石型回転子
を、軸方向から見た場合の磁極部の頂点と磁極中心との
位置関係を示したものである。図において、ブロックＡ
の磁極部を実線、ブロックＢの磁極部を破線で示す。

【００４１】回転子鉄心抜板１ｂを積層したブロック
Ａ、ブロックＢの内、一方のブロックを裏返して軸方向
に積重ねることにより、２つの回転子ブロックを１つの
回転子鉄心として見た場合、磁極部の頂点が図３と同様
に磁極中心から２．５°左右にずれた２つの山で構成さ
れたものとなる。 また、回転子鉄心抜板１ｂを積層した２つの回転子ブロ
ック（ブロックＡ、ブロックＢ）の内、一方のブロック
を裏返して軸方向に積重ねて組み合わせた場合であって
も、磁石装着孔２はブロックＡ、ブロックＢとも同じ位
置であり、磁石装着孔２に装着する永久磁石は同寸法の
ものが使用できる。

【００４２】実施の形態２では回転子鉄心抜板の形状
を、磁極部６の頂点８が磁極中心から同方向に２．５°
ずれた磁極形状としたもので、回転子鉄心抜板１ｂを積
層した２つの回転子ブロック（ブロックＡ、ブロック
Ｂ）の内、一方のブロックを裏返して軸方向に積重ねる
ことにより、上述の実施の形態１と同様なコギングトル
クを低減する永久磁石型回転子を容易に製作することが
できる。

【００４３】実施の形態１では、隣合う磁極部３（３
ａ，３ｂ）が極間部と鉄心の中心とを結ぶ線で線対称と
なる磁極形状であり、回転子鉄心抜板１ａを積層した２
つの回転子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）を軸方
向に積重ねる場合に、１極分ずらして頂点間角度５°を
得るために、磁極部３（３ａ，３ｂ）を確認して積重ね
る必要があるが、実施の形態２では、磁極形状が同一で
あるため、回転子鉄心抜板１ｂを積層した２つの回転子
ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）の内、一方のブロ
ックを裏返して軸方向に積重ねることで容易に頂点間角
度５°を得ることができる。

【００４４】固定子スロット数３６の場合、スロット間
ピッチは１０°であるので、２つの頂点間角度は５°、
１５°、２５°の場合効果がある。 上述では、磁極部の頂点が磁極中心（磁石装着孔２の中
央部）から２．５°左右にずれた例を示したが、磁極部
の頂点を磁極中心（磁石装着孔２の中央部）から７．５
°左右にずらした場合でも同じ効果が得られる。

【００４５】実施の形態３．図８は、この発明の実施の
形態３に係る自然数倍スロット構造を有する永久磁石型
電動機の永久磁石型回転子に使用する回転子鉄心抜板の
形状を示す図である。図において、１ｃは回転子鉄心抜
板、２は回転子鉄心抜板１ｃの円周方向に回転子の極数
分等間隔に設けられ、永久磁石を挿入する磁石装着孔で
ある。また、１０は磁石装着孔２の外側に形成される磁
極部、１１は磁極部の間に設けられた凹状の極間部、１
２（１２ａ、１２ｂ）は磁極部１０の頂点、１３は磁極
部１０の頂点１２ａ、１２ｂ間の凹部で、磁極中心であ
る。

【００４６】磁石装着孔２は、回転子鉄心の周方向を長
辺、径方向を短辺とした矩形形状の孔で、図では回転子
の極数を６極とし、６０°等間隔に設けた例を示した。
磁石装着孔２の外側（挿入される永久磁石の外側）に形
成される磁極部１０の外周形状は、回転子鉄心抜板１ｃ
の中心Ｏからの距離が最も大きくなる磁極部６の頂点１
２（１２ａ、１２ｂ）を磁極中心から両側に７．５°ず
れた位置に設け、これらの頂点１２ａ、１２ｂと回転子
鉄心抜板１ｃの中心Ｏからの距離が最も小さくなる極間
部１１とをアーク形状で結ぶとともに、頂点１２ａ、１
２ｂ間を凹部とした左右対称の花弁状の形状である。

【００４７】図９はこの発明の実施の形態３に係る自然
数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における固
定子スロットの開口部および固定子スロットの歯と回転
子の磁極部の頂点との関係を示す図である。図におい
て、１２（１２ａ，１２ｂ）は回転子の磁極部の頂点、
３０は固定子、３１はスロット、３２はスロット３１の
開口部、３３はステータ３０の内周面、３４はスロット
３０の歯である。

【００４８】図８に示すように、磁極部１０の頂点１２
ａ，１２ｂは、頂点間角度としては１５°となるため、
一方の頂点１２ｂが固定子スロット歯３４に対向してい
るときには、他方の頂点１２ａは固定子スロット開口部
３２に位置することになる。 従って、１つの磁極が１周すると５°毎にどちらかの頂
点１２（１２ａ，１２ｂ）が固定子スロット歯部３４と
対向することになることから、磁気吸引力が最大になる
コギングトルクの山は、７２山発生する。また、それぞ
れの山の最大点では軸方向にスロット歯に対向する鉄心
は回転子鉄心の約半分であるので、磁気吸引力も約半分
になり、図２３（ｃ）に示すように図２３（ｂ）に比
べ、山の数が２倍、山の高さが半分となる。 さらに、磁極の形状が磁極中心対称なので、波形が歪み
第二次高調波を含むことは無くなる。

【００４９】実施の形態３の回転子鉄心抜板１ｃにおけ
る磁極の形状は磁極中心対称なので、実施の形態１に示
したように２個の回転子ブロックを１極分ずらして軸方
向に前後に重ねるという組立作業、または実施の形態２
に示したように２個の回転子ブロックを向きを変えて軸
方向に前後に重ねるという組立作業をしなくともよく、
生産性が良くなる。

【００５０】固定子スロット数３６の場合、スロット間
ピッチは１０°であるので、２つの頂点間角度は５°、
１５°、２５°の場合効果がある。 上述では、磁極部の頂点が磁極中心（磁石装着孔２の中
央部）から７．５°左右にずれた例を示したが、磁極部
の頂点を磁極中心（磁石装着孔２の中央部）から２．５
°左右にずらした場合でも同じ効果が得られる。

【００５１】実施の形態４．図１０は、この発明の実施
の形態４に係る自然数倍スロット構造を有する永久磁石
型電動機の永久磁石型回転子に使用する回転子鉄心抜板
の形状を示す図である。図において、１ｄは回転子鉄心
抜板、２は回転子鉄心抜板１ｄの円周方向に回転子の極
数分等間隔に設けられ、永久磁石を挿入する磁石装着孔
である。また、１４（１４ａ、１４ｂ）は磁石装着孔２
の外側に形成される磁極部、１５は磁極部１４の間に設
けられた凹状の極間部、１６（１６ａ、１６ｂ）は磁極
部１４の頂点、１７は磁極部１４の頂点１６ａ、１６ｂ
間の凹部で、磁極中心である。

【００５２】磁石装着孔２は、回転子鉄心の周方向を長
辺、径方向を短辺とした矩形形状の孔で、図では回転子
の極数を６極とし、６０°等間隔に設けた例を示した。
磁石装着孔２の外側（挿入される永久磁石の外側）に形
成される磁極部１４の外周形状は、回転子鉄心抜板１ｄ
の中心Ｏからの距離が最も大きくなる磁極部６の頂点１
６（１６ａ、１６ｂ）を磁極中心１７から両側に３．７
５°、１１．２５°ずれた位置に設け、これらの頂点１
６ａ、１６ｂと回転子鉄心抜板１ｄの中心Ｏからの距離
が最も小さくなる極間部１５とをアーク形状で結ぶとと
もに、頂点１６ａ、１６ｂ間を凹部とした左右非対称の
花弁状の形状とし、さらに隣合う磁極部形状は極間部１
５で線対称形状である。

【００５３】図１１はこの発明の実施の形態４に係る自
然数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における
永久磁石型回転子の磁極部の頂点と磁極中心との位置関
係を示す図で、回転子鉄心抜板１ｄを積層した２つの回
転子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）を１極分ずら
して、軸方向へ前後組み合わせた永久磁石型回転子を、
軸方向から見た場合の磁極部の頂点と磁極中心との位置
関係を示したものである。図において、ブロックＡの磁
極部を実線、ブロックＢの磁極部を破線で示す。図１１
に示すように、回転子鉄心抜板１ｄを積層した２つの回
転子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）を１極分ずら
して、軸方向へ前後組み合わせた永久磁石型回転子を、
軸方向から見た場合、磁極部の頂点は、磁極中心（磁石
装着孔２の中央部）から左右に４点、各頂点が７．５°
ずれた位置に構成される。また、回転子鉄心抜板１ｄを
積層した２つの回転子ブロック（ブロックＡ、ブロック
Ｂ）を１極分ずらして組み合わせた場合であっても、磁
石装着孔２はブロックＡ、ブロックＢとも同じ位置であ
り、磁石装着孔２に装着する永久磁石は同寸法のものが
使用できる。

【００５４】図１２はこの発明の実施の形態４に係る自
然数倍スロット構造を有する永久磁石型電動機における
固定子スロットの開口部および固定子スロットの歯と回
転子の磁極部の頂点との関係を示す図である。

【００５５】実施の形態４では、図１２に示すように回
転子鉄心の磁極部の頂点は７．５°間隔で４個所あり、
１０°間隔である固定子スロットとは同じ位置関係には
なく、２．５°ずれた位置関係になる。このため、１回
転で発生するコギングトルクの山は１４４（＝３６×
４）と、実施の形態１〜実施の形態３の場合の２倍とな
り、またコギングトルクの高さが半分となることからコ
ギングトルクをさらに滑らかにすることができる。

【００５６】上述では、磁極中心を凹部１７とし、磁極
中心から両側にそれぞれ３．７５°、１１．２５°の位
置に頂点１６ａ、１６ｂを有する左右非対称の形状と
し、かつ隣合う磁極部形状は極間部１５で線対称とした
回転子鉄心抜板１ｄを、積層した２つの回転子ブロック
（ブロックＡ、ブロックＢ）を１極分ずらして、軸方向
へ前後組み合わせた永久磁石型回転子の例を示したが、
磁極中心を凹部１７とし、磁極中心から両側にそれぞれ
３．７５°、１１．２５°の位置に頂点１６ａ、１６ｂ
を設けた左右非対称の形状とした磁極部を有する回転子
鉄心抜板を、積層した２つの回転子ブロック（ブロック
Ａ、ブロックＢ）を、裏返して軸方向に積重ねて永久磁
石型回転子を製作しても良い。

【００５７】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているので、以下に示すような効果を奏する。

【００５８】この発明に係る永久磁石型電動機の永久磁
石型回転子は、回転子鉄心の円周方向に回転子の極数分
等間隔に設けられ、鉄心周方向を長辺、鉄心径方向を短
辺とし、軸方向に貫通する磁石装着孔のそれぞれに、磁
極面を鉄心径方向として互いに隣接する磁極が異なるよ
うに永久磁石を装着し、この永久磁石のそれぞれの外周
側磁極面に鉄心磁極部を形成するようにした永久磁石型
電動機の永久磁石型回転子において、前記永久磁石型回
転子における１極分の鉄心磁極部は、前記回転子鉄心中
心からの距離が最も大きくなる位置を磁極中心から左右
にずれた位置で、一方の位置が固定子スロット歯に対向
しているときに、他方の位置は固定子スロット開口部に
対向するように２箇所設け、この回転子鉄心中心からの
距離が最も大きくなる位置と、前記回転子鉄心中心から
の距離が最も小さくなる位置である鉄心磁極部の極間部
とを結ぶアーク形状としたので、コギングトルクを低減
するとともに、逆誘起電圧波形を改善して運転特性を向
上させる永久磁石型電動機の永久磁石型回転子を得るこ
とができる。

【００５９】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置を磁極ごと
に磁極中心から進みと遅れと交互に逆方向にずれた位置
に１箇所設け、この回転子鉄心中心からの距離が最も大
きくなる位置と回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
なる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状とした回転
子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を積層した２
つの回転子鉄心を１極分ずらして軸方向に積重ねるとと
もに、軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石を装
着して作成することにより、回転子鉄心中心からの距離
が最も大きくなる位置の一方が固定子スロット歯に対向
しているときには、他方は固定子スロット開口部に対向
する位置になるようにしたので、コギングトルクを低減
するとともに、高調波成分による振動騒音の発生・速度
リップルの増加や高調波損失発生についても抑制するこ
とができる永久磁石型電動機の永久磁石型回転子を容易
に製作することができる。

【００６０】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置を磁極中心
からずれた位置に１箇所設け、この回転子鉄心中心から
の距離が最も大きくなる位置と回転子鉄心中心からの距
離が最も小さくなる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク
形状とした回転子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜
板を積層した２つの回転子鉄心を裏返して軸方向に積重
ねるとともに、軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久
磁石を装着した永久磁石型回転子を作成することによ
り、回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置の
一方が固定子スロット歯に対向しているときには、他方
は固定子スロット開口部に対向する位置になるようにし
たので、回転子鉄心抜板１ｂを積層した２つの回転子ブ
ロック（ブロックＡ、ブロックＢ）の内、一方のブロッ
クを裏返して軸方向に積重ねることで容易に永久磁石型
電動機の永久磁石型回転子を製作することができる。

【００６１】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心
から左右対象に２箇所設け、これらの回転子鉄心中心か
らの距離が最も大きくなる位置と回転子鉄心中心からの
距離が最も小さくなる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアー
ク形状とした回転子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心
抜板を積層するとともに、軸方向に貫通した前記磁石装
着孔に永久磁石を装着した永久磁石型回転子を作成する
ことにより、回転子鉄心中心からの距離が最も大きくな
る位置の一方が固定子スロット歯に対向しているときに
は、他方は固定子スロット開口部に対向する位置になる
ようにしたので、コギングトルクを低減するとともに、
高調波成分による振動騒音の発生・速度リップルの増加
や高調波損失発生についても抑制することができる永久
磁石型電動機の永久磁石型回転子の製作において、２個
の回転子ブロックを軸方向に前後に重ねるという組立作
業をしなくともよく、生産性が良くなる。

【００６２】また、この発明の永久磁石型電動機の永久
磁石型回転子は、回転子鉄心の円周方向に回転子の極数
分等間隔に設けられ、鉄心周方向を長辺、鉄心径方向を
短辺とし、軸方向に貫通する磁石装着孔のそれぞれに、
磁極面を鉄心径方向として互いに隣接する磁極が異なる
ように永久磁石を装着し、この永久磁石のそれぞれの外
周側磁極面に鉄心磁極部を形成するようにした永久磁石
型電動機の永久磁石型回転子において、前記永久磁石型
回転子における１極分の鉄心磁極部は、前記回転子鉄心
中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心から左
右に各２個所、ただし、この４個所の内の１つが固定子
スロット歯に対向しているときには、この４個所の内の
他の一つは固定子スロット開口部に対向する位置に設
け、これらの回転子鉄心中心からの距離が最も大きくな
る位置と、前記回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
なる位置である鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状
としたので、コギングトルクをさらに滑らかにする永久
磁石型電動機の永久磁石型回転子を得ることができる。

【００６３】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心
から左右で、一方が固定子スロット歯に対向していると
きには、他方は固定子スロット開口部に対向する位置に
２箇所、かつ鉄心磁極部の極間部で線対称に設け、この
回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置と回転
子鉄心中心からの距離が最も小さくなる鉄心磁極部の極
間部とを結ぶアーク形状とした回転子鉄心抜板を使用
し、この回転子鉄心抜板を積層した２つの回転子鉄心を
１極分ずらして軸方向に積重ねるとともに、軸方向に貫
通した前記磁石装着孔に永久磁石を装着した永久磁石型
回転子を作成するようにしたので、コギングトルクをさ
らに滑らかにする永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
を容易に製作することができる。

【００６４】また、永久磁石を装着する磁石装着孔を円
周方向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この
磁石装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転
子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心
から左右で、一方が固定子スロット歯に対向していると
きには、他方は固定子スロット開口部に対向する位置に
２箇所に設け、この回転子鉄心中心からの距離が最も大
きくなる位置と回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
なる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状とした回転
子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を積層した２
つの回転子鉄心を裏返して軸方向に積重ねるとともに、
軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石を装着した
永久磁石型回転子を作成するようにしたので、回転子鉄
心抜板を積層した２つの回転子ブロック（ブロックＡ、
ブロックＢ）の内、一方のブロックを裏返して軸方向に
積重ねることで容易に永久磁石型電動機の永久磁石型回
転子を製作することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
に使用する回転子鉄心抜板の形状を示す図である。

【図２】 この発明の実施の形態１に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
を示す図で、回転子鉄心抜板１ａを積層した２つの回転
子ブロック（ブロックＡ、ブロックＢ）を１極分ずらし
て組み合わせたものである。

【図３】 この発明の実施の形態１に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機における永久磁石型
回転子の磁極部の頂点と磁極中心との位置関係を示す図
ある。

【図４】 この発明の実施の形態１に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機における固定子スロ
ットの開口部および固定子スロットの歯と回転子の磁極
部の頂点との関係を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態１に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機における逆誘起電圧
波形を示す図である。

【図６】 この発明の実施の形態２に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
に使用する回転子鉄心抜板の形状を示す図である。

【図７】 この発明の実施の形態２に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機における永久磁石型
回転子の磁極部の頂点と磁極中心との位置関係を示す図
である。

【図８】 この発明の実施の形態３に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機の永久磁石型回転子
に使用する回転子鉄心抜板の形状を示す図である。

【図９】 この発明の実施の形態３に係る自然数倍スロ
ット構造を有する永久磁石型電動機における固定子スロ
ットの開口部および固定子スロットの歯と回転子の磁極
部の頂点との関係を示す図である。

【図１０】 この発明の実施の形態４に係る自然数倍ス
ロット構造を有する永久磁石型電動機の永久磁石型回転
子に使用する回転子鉄心抜板の形状を示す図である。

【図１１】 この発明の実施の形態４に係る自然数倍ス
ロット構造を有する永久磁石型電動機における永久磁石
型回転子の磁極部の頂点と磁極中心との位置関係を示す
図である。

【図１２】 この発明の実施の形態４に係る自然数倍ス
ロット構造を有する永久磁石型電動機における固定子ス
ロットの開口部および固定子スロットの歯と回転子の磁
極部の頂点との関係を示す図である。

【図１３】 特開平５−１３７３０４号公報に示された
従来の自然数倍スロット構造を有する同期電動機の断面
を示す図である。

【図１４】 従来の同期電動機のステータとロータとの
間の空隙における磁束分布を示す図である。

【図１５】 特開平５−１３７３０４号公報に示された
従来の自然数倍スロット構造を有する同期電動機の断面
を示す図である。

【図１６】 従来の自然数倍スロット構造を有する同期
電動機におけるコギングトルクの波形を示す図である。

【図１７】 特開平５−１３７３０４号公報に示された
従来の同期電動機のロータを示す図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ 回転子鉄心抜板、 ２ 磁石
装着孔、 ３（３ａ，３ｂ） 磁極部、 ４（４ａ，４
ｂ） 磁極部３の頂点、 ５ 極間部、 ６磁極部、
７ 極間部、 ８ 磁極部６の頂点、 １０ 磁極部、
１１ 極間部、 １２（１２ａ、１２ｂ） 磁極部１
０の頂点、 １３ 磁極中心、 １４（１４ａ、１４
ｂ） 磁極部、 １５ 極間部、 １６（１６ａ、１６
ｂ） 磁極部１４の頂点、 １７ 磁極部１４の頂点１
６ａ、１６ｂ間の凹部で、磁極中心、 ２１ 出力軸、
２２ ロータ、 ２３ 永久磁石、 ２４ ヨーク、
２５ ヨーク２４の外周面、 ２６ ヨークの外周面の
頂点、 ２７ コギングトルクの原因となる波形凹部、
３０ 固定子、 ３１ スロット、 ３２ スロット
３１の開口部、 ３３ ステータ３０の内周面、 ３４
スロット３０の歯、 ４０ 出力軸、 ４１ ロー
タ、 ４２（４２ａ，４２ｂ） 永久磁石、４３ ヨー
ク、 ４４ ヨーク４３の外周面、 ４５ ヨークの外
周面４４の頂点、 ５０ ロータ、 ５１ ロータ５０
の前ブロック、 ５２ ロータ５０の後ブロック、 ５
３（５３ａ，５３ｂ） ヨーク、 ５４ ヨークの外周
面の頂点、 ５５ タイロッド用貫通穴、 ５６ タイ
ロッド、 ５７ タイロッド固定板。

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/14 Ｈ０２Ｋ 21/14 Ｍ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子鉄心の円周方向に回転子の極数分
   等間隔に設けられ、鉄心周方向を長辺、鉄心径方向を短
   辺とし、軸方向に貫通する磁石装着孔のそれぞれに、磁
   極面を鉄心径方向として互いに隣接する磁極が異なるよ
   うに永久磁石を装着し、この永久磁石のそれぞれの外周
   側磁極面に鉄心磁極部を形成するようにした永久磁石型
   電動機の永久磁石型回転子において、前記永久磁石型回
   転子における１極分の鉄心磁極部は、前記回転子鉄心中
   心からの距離が最も大きくなる位置を磁極中心から左右
   にずれた位置で、一方の位置が固定子スロット歯に対向
   しているときに、他方の位置は固定子スロット開口部に
   対向するように２箇所設け、この回転子鉄心中心からの
   距離が最も大きくなる位置と、前記回転子鉄心中心から
   の距離が最も小さくなる位置である鉄心磁極部の極間部
   とを結ぶアーク形状としたことを特徴とする永久磁石型
   電動機の永久磁石型回転子。
2. 【請求項２】 永久磁石を装着する磁石装着孔を円周方
   向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この磁石
   装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転子鉄
   心中心からの距離が最も大きくなる位置を磁極ごとに磁
   極中心から進みと遅れと交互に逆方向にずれた位置に１
   箇所設け、この回転子鉄心中心からの距離が最も大きく
   なる位置と回転子鉄心中心からの距離が最も小さくなる
   鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状とした回転子鉄
   心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を積層した２つの
   回転子鉄心を１極分ずらして軸方向に積重ねるととも
   に、軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石を装着
   して作成することにより、回転子鉄心中心からの距離が
   最も大きくなる位置の一方が固定子スロット歯に対向し
   ているときには、他方は固定子スロット開口部に対向す
   る位置になるようにしたことを特徴とする請求項１記載
   の永久磁石型電動機の永久磁石型回転子。
3. 【請求項３】 永久磁石を装着する磁石装着孔を円周方
   向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この磁石
   装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転子鉄
   心中心からの距離が最も大きくなる位置を磁極中心から
   ずれた位置に１箇所設け、この回転子鉄心中心からの距
   離が最も大きくなる位置と回転子鉄心中心からの距離が
   最も小さくなる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状
   とした回転子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を
   積層した２つの回転子鉄心を裏返して軸方向に積重ねる
   とともに、軸方向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石
   を装着した永久磁石型回転子を作成することにより、回
   転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置の一方が
   固定子スロット歯に対向しているときには、他方は固定
   子スロット開口部に対向する位置になるようにしたこと
   を特徴とする請求項１記載の永久磁石型電動機の永久磁
   石型回転子。
4. 【請求項４】 永久磁石を装着する磁石装着孔を円周方
   向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この磁石
   装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転子鉄
   心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心から
   左右対象に２箇所設け、これらの回転子鉄心中心からの
   距離が最も大きくなる位置と回転子鉄心中心からの距離
   が最も小さくなる鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形
   状とした回転子鉄心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板
   を積層するとともに、軸方向に貫通した前記磁石装着孔
   に永久磁石を装着した永久磁石型回転子を作成すること
   により、回転子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位
   置の一方が固定子スロット歯に対向しているときには、
   他方は固定子スロット開口部に対向する位置になるよう
   にしたことを特徴とする請求項１記載の永久磁石型電動
   機の永久磁石型回転子。
5. 【請求項５】 回転子鉄心の円周方向に回転子の極数分
   等間隔に設けられ、鉄心周方向を長辺、鉄心径方向を短
   辺とし、軸方向に貫通する磁石装着孔のそれぞれに、磁
   極面を鉄心径方向として互いに隣接する磁極が異なるよ
   うに永久磁石を装着し、この永久磁石のそれぞれの外周
   側磁極面に鉄心磁極部を形成するようにした永久磁石型
   電動機の永久磁石型回転子において、前記永久磁石型回
   転子における１極分の鉄心磁極部は、前記回転子鉄心中
   心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心から左右
   に各２個所、ただし、この４個所のうちの１つが固定子
   スロット歯に対向しているときには、この４個所の内の
   他の一つは固定子スロット開口部に対向する位置に設
   け、これらの回転子鉄心中心からの距離が最も大きくな
   る位置と、前記回転子鉄心中心からの距離が最も小さく
   なる位置である鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状
   としたことを特徴とする永久磁石型電動機の永久磁石型
   回転子。
6. 【請求項６】 永久磁石を装着する磁石装着孔を円周方
   向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この磁石
   装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転子鉄
   心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心から
   左右で、一方が固定子スロット歯に対向しているときに
   は、他方は固定子スロット開口部に対向する位置に２箇
   所、かつ鉄心磁極部の極間部で線対称に設け、この回転
   子鉄心中心からの距離が最も大きくなる位置と回転子鉄
   心中心からの距離が最も小さくなる鉄心磁極部の極間部
   とを結ぶアーク形状とした回転子鉄心抜板を使用し、こ
   の回転子鉄心抜板を積層した２つの回転子鉄心を１極分
   ずらして軸方向に積重ねるとともに、軸方向に貫通した
   前記磁石装着孔に永久磁石を装着した永久磁石型回転子
   を作成するようにしたことを特徴とする請求項５記載の
   永久磁石型電動機の永久磁石型回転子。
7. 【請求項７】 永久磁石を装着する磁石装着孔を円周方
   向に回転子の極数分等間隔に設けるとともに、この磁石
   装着孔の外側に形成される鉄心磁極部形状を、回転子鉄
   心中心からの距離が最も大きくなる位置が磁極中心から
   左右で、一方が固定子スロット歯に対向しているときに
   は、他方は固定子スロット開口部に対向する位置に２箇
   所に設け、この回転子鉄心中心からの距離が最も大きく
   なる位置と回転子鉄心中心からの距離が最も小さくなる
   鉄心磁極部の極間部とを結ぶアーク形状とした回転子鉄
   心抜板を使用し、この回転子鉄心抜板を積層した２つの
   回転子鉄心を裏返して軸方向に積重ねるとともに、軸方
   向に貫通した前記磁石装着孔に永久磁石を装着した永久
   磁石型回転子を作成するようにしたことを特徴とする請
   求項５記載の永久磁石型電動機の永久磁石型回転子。