JP2003143788A - 埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造 - Google Patents

埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造

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JP2003143788A
JP2003143788A JP2001333863A JP2001333863A JP2003143788A JP 2003143788 A JP2003143788 A JP 2003143788A JP 2001333863 A JP2001333863 A JP 2001333863A JP 2001333863 A JP2001333863 A JP 2001333863A JP 2003143788 A JP2003143788 A JP 2003143788A
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demagnetization
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Masahiro Mishima
征博 三島
Takeharu Kubo
武春 久保
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Meidensha Corp
Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石の局部的な不可逆減磁を防止するこ
とができる埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造を
提供することを課題とする。 【解決手段】 反磁界の作用が大きい永久磁石３１Ａ，
３１Ｂの部分の近傍に位置するようにロータ鉄心３０に
空気穴を形成して、局所的な反磁界を低減するように構
成する。具体的には、例えば空気穴４１Ａ，４１Ｂは、
ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置する永久磁石３１
Ａ，３１Ｂの角部にそれぞれ位置し、且つ、ロータ鉄心
外周側の面４１Ａ−１，４１Ｂ−１が、磁石用スロット
４２Ａ，４２Ｂのロータ鉄心外周側の面４２Ａ−１，４
２Ａ−１を永久磁石３１Ａ，３１Ｂの間の中央側に延長
した面であって永久磁石３１Ａ，３１Ｂのロータ鉄心外
周側の面３１Ａ−１，３１Ｂ−１と面一になるように形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は埋め込み磁石型同期
電動機の減磁防止構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石をロータ鉄心の磁石用スロット
に埋め込んだ埋め込み磁石型同期電動機（以下、ＩＰＭ
モータともいう）は、永久磁石をロータ鉄心の外周面に
貼り付けた表面貼り付け磁石型同期電動機（ＳＰＭモー
タ）と異なり、リラクタンストルクを利用することがで
きる。つまり、電流位相を制御することにより最大トル
ク制御が可能となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにＩＰＭモ
ータでは電流位相を制御することにより最大トルク制御
をすることができるが、このとき負のｄ軸電流が流れ、
その反磁界が永久磁石に作用し、それが大きくなると永
久磁石は不可逆減磁を起こしてしまう。そこで、この不
可逆減磁を防止するために保持力の大きな永久磁石を用
いたり、永久磁石の厚さを大きくする。しかし、この場
合でも、ロータ鉄心では局所的な磁気飽和が生じるた
め、反磁界も永久磁石に対して局所的に作用する。よっ
て、永久磁石に対する不可逆減磁の防止効果を高めるに
は局所的な対策も必要になる。
【０００４】ここで図５〜図７に基づき永久磁石に生じ
る局所的な不可逆減磁について具体的に説明する。図５
はＩＰＭモータの横断面図である。図５には６極機の例
を示している。図５に示すＩＰＭモータ１は横断面が円
形状であるが図５にはその１／６を示しており、図示し
ない他の部分もこれと同様の構成である。
【０００５】図５に示すようにＩＰＭモータ１はステー
タ２と、ステータ２の内周側にギャップを保持して配置
されたロータ３とを有している。ステータ２はステータ
鉄心５と、ステータ鉄心５の内周面に形成された多数の
スロット６に設けられたコイル７とを有しており、この
コイル７に流れる電流によって回転磁界を発生する。ロ
ータ３は回転軸であるシャフト４の外周面に嵌合固定さ
れたロータ鉄心１０と、ロータ鉄心１０に埋め込まれた
横断面が長方形状の永久磁石１１Ａ，１１Ｂとを有して
いる。ロータ鉄心１０には１極当たり２個ずつの永久磁
石１１Ａ，１１Ｂが設けられており、且つ、これら２個
の永久磁石１１Ａ，１１Ｂはロータ鉄心周方向に間隔を
有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かって広がるＶ
字状となるよう配置されている。
【０００６】つまり、ロータ鉄心１０には１極当たり２
個ずつ永久磁石１１Ａ，１１Ｂと同様の横断面形状（長
方形状）の磁石用スロット１２Ａ，１２Ｂが、ロータ鉄
心周方向に間隔を有し、且つ、横断面がロータ鉄心外周
側に向かって広がるＶ字状となるよう形成されており、
これらの磁石用スロット１２Ａ，１２Ｂに永久磁石１１
Ａ，１１Ｂがそれぞれ挿入されている。また、各極の永
久磁石１１Ａ，１１Ｂはロータ鉄心外周側の極性が同極
（図示例ではＮ極）となり、且つ、図示は省略している
が隣り合う極同士では異なる極性となるように設けられ
ている。
【０００７】そして、このＩＰＭモータ１で減磁作用の
大きい部分は、図６の永久磁石表面（ロータ鉄心外周側
の面）反磁界分布から、永久磁石１１Ａ，１１Ｂのロー
タ鉄心外周側の角ａ，ｂ，ｃ，ｄであり、特にｄ軸側の
角ｂ，ｃであることがわかる。また、図７に示すＩＰＭ
モータ１の磁束線図例から、永久磁石１１Ａ，１１Ｂの
間のロータ鉄心部１０ａにおいて磁束が短絡している様
子がわかるが、これにより永久磁石１１Ａ，１１Ｂの角
ｂ，ｃにおいて反磁界が大きくなっている。
【０００８】従って、本発明は上記の問題点に鑑み、永
久磁石の局部的な不可逆減磁を防止することができる埋
め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造を提供すること
を課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
発明の埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造は、永
久磁石をロータ鉄心の磁石用スロットに埋め込んだ埋め
込み磁石型同期電動機の減磁防止構造であって、反磁界
の作用が大きい永久磁石の部分の近傍に位置するように
ロータ鉄心に空気穴を形成して、局所的な反磁界を低減
するように構成したことを特徴とする。
【００１０】また、第２発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造は、第１発明の埋め込み磁石型同期電
動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心には横断
面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設けら
れ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方向に
間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かって広
がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴は前
記磁石用スロットと一体に形成したものであって、ｄ軸
側で且つロータ鉄心外周側に位置する前記２個の永久磁
石の角部にそれぞれ位置し、且つ、ロータ鉄心外周側の
面が、前記磁石用スロットのロータ鉄心外周側の面を前
記２個の永久磁石の間の中央側に延長した面であって前
記２個の永久磁石のロータ鉄心外周側の面と面一になる
ように形成したことを特徴とする。
【００１１】また、第３発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造は、第１発明の埋め込み磁石型同期電
動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心には横断
面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設けら
れ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方向に
間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かって広
がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴は前
記磁石用スロットと一体に形成したものであって、ｄ軸
側で且つロータ鉄心外周側に位置する前記２個の永久磁
石の角部に位置し、且つ、前記２個の永久磁石の間の中
央側の面が、前記永久磁石の角からｄ軸と平行にロータ
鉄心外周側とロータ鉄心内周側とに延びて前記永久磁石
の角を覆うように形成したことを特徴とする。
【００１２】また、第４発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造は、第１発明の埋め込み磁石型同期電
動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心には横断
面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設けら
れ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方向に
間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かって広
がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴は横
断面の長手方向がロータ鉄心周方向に沿うように形成し
たスリット状の穴であって、前記２個の永久磁石の間の
ロータ鉄心部とロータ鉄心内周面との間に位置し、且
つ、ロータ鉄心周方向の幅が、前記２個の永久磁石の磁
路の妨げにならない幅となるように形成したことを特徴
とする。
【００１３】また、第５発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造は、第４発明の埋め込み磁石型同期電
動機の減磁防止構造において、前記空気穴のロータ鉄心
周方向の幅は、ｄ軸側で且つロータ鉄心内周側に位置す
る前記２個の永久磁石の角の間隔に等しいことを特徴と
する。
【００１４】また、第６発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造は、第１発明の埋め込み磁石型同期電
動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心には横断
面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設けら
れ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方向に
間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かって広
がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴は横
断面の長手方向がｄ軸方向に沿うように形成されたスリ
ット状の穴であって、前記２個の永久磁石の間に位置
し、且つ、ロータ鉄心外周側の端が、ｑ軸電流の磁路の
妨げにならない位置となるように形成したことを特徴す
る。
【００１５】また、第７発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造は、第６発明の埋め込み磁石型同期電
動機の減磁防止構造において、前記空気穴のロータ鉄心
外周側の端を、ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置す
る前記２個の永久磁石の角を結ぶ仮想直線の位置とした
ことを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】ＩＰＭモータにおける永久磁石の
局所的な不可逆減磁の防止、即ち、局所的な反磁界の低
減には、反磁界の作用が大きい永久磁石の部分の近傍に
位置するようにロータ鉄心に空気穴を形成して、局所的
な反磁界を低減することが効果的である。以下にその空
気穴の具体例な構造について詳細に説明する。
【００１７】＜実施の形態１＞図１（ａ）は本発明の実
施の形態１に係る減磁防止構造を備えた埋め込み磁石型
同期電動機の横断面図、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡ部
拡大図である。図１には６極機の例を示している。図１
に示すＩＰＭモータ２１は横断面が円形状であるが図１
にはその１／６を示しており、図示しない他の部分もこ
れと同様の構成である。
【００１８】図１に示すように、ＩＰＭモータ２１はス
テータ２２と、ステータ２２の内周側にギャップを保持
して配置されたロータ２３とを有している。ステータ２
２はステータ鉄心２５と、ステータ鉄心２５の内周面に
形成された多数のスロット２６に設けられたコイル２７
とを有しており、このコイル２７に流れる電流によって
回転磁界を発生する。ロータ２３は回転軸であるシャフ
ト２４の外周面に嵌合固定されたロータ鉄心３０と、ロ
ータ鉄心３０に埋め込まれた横断面が長方形状の永久磁
石３１Ａ，３１Ｂとを有している。ロータ鉄心３０には
１極当たり２個ずつの永久磁石３１Ａ，３１Ｂが設けら
れ、且つ、これら２個の永久磁石３１Ａ，３１Ｂはロー
タ鉄心周方向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周
側に向かって広がるＶ字状となるよう配置されている。
【００１９】つまり、ロータ鉄心３０には１極当たり２
個ずつ永久磁石３１Ａ，３１Ｂと同様の横断面形状（空
気穴の部分を除いて長方形状）の磁石用スロット３２
Ａ，３２Ｂが、ロータ鉄心周方向に間隔を有し、且つ、
横断面がロータ鉄心外周側に向かって広がるＶ字状とな
るよう形成されており、これらの磁石用スロット３２
Ａ，３２Ｂに永久磁石３１Ａ，３１Ｂがそれぞれ挿入さ
れている。また、各極の永久磁石３１Ａ，３１Ｂはロー
タ鉄心外周側の極性が同極（図示例ではＮ極）となり、
且つ、図示は省略しているが隣り合う極同士では異なる
極性となるように設けられている。
【００２０】そして、本実施の形態１では永久磁石３１
Ａ，３１Ｂの局所的な不可逆減磁を防止するために空気
穴４１Ａ，４１Ｂがロータ鉄心３０に形成されている。
これらの空気穴４１Ａ，４１Ｂは磁石用スロット３２
Ａ，３２Ｂと一体に形成したものであって、ｄ軸側で且
つロータ鉄心外周側に位置する永久磁石３１Ａ，３１Ｂ
の角ｂ，ｃ部に位置し、且つ、ロータ鉄心外周側の面４
１Ａ−１，４１Ｂ−１が、磁石用スロット３２Ａ，３２
Ｂのロータ鉄心外周側の面３２Ａ−１，３２Ｂ−１を２
個の永久磁石３１Ａ，３１Ｂの間の中央側に延長した面
であって永久磁石３１Ａ，３１Ｂのロータ鉄心外周側の
面３１Ａ−１，３１Ｂ−１と面一となるように形成され
ている。
【００２１】なお、空気穴４１Ａ，４１Ｂのロータ鉄心
内周側の面４１Ａ−２，４１Ｂ−２は、磁石用スロット
３２Ａ，３２Ｂの前記中央側の面３２Ａ−２，３２Ｂ−
２の途中から前記中央側の面３２Ａ−２，３２Ｂ−２と
直角方向、即ち、ロータ鉄心内周側の面４１Ａ−１，４
１Ｂ−１と平行に延びており、また、空気穴４１Ａ，４
１Ｂの前記中央側の面４１Ａ−３，４１Ｂ−３はｄ軸と
平行になっている。
【００２２】本実施の形態１によれば、ロータ鉄心３０
に空気穴４１Ａ，４１Ｂを形成したことにより、永久磁
石３１Ａ，３１Ｂの間のロータ鉄心部３０ａにおいて短
絡する磁束を永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃから遠
ざけることができるため、この磁束の影響が低減され
る。即ち、永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃに作用す
る局部的な反磁界が低減される。このため、永久磁石３
１Ａ，３１Ｂの局部的な不可逆減磁を防止することがで
きる。
【００２３】＜実施の形態２＞図２（ａ）は本発明の実
施の形態２に係る減磁防止構造を備えた埋め込み磁石型
同期電動機の横断面図、図２（ｂ）は図２（ａ）のＢ部
拡大図である。図２には６極機の例を示している。図２
に示すＩＰＭモータ５１は横断面が円形状であるが図２
にはその１／６を示しており、図示しない他の部分もこ
れと同様の構成である。なお、図２において図１と同様
の部分には同一の符号を付している。
【００２４】図２に示すように、本実施の形態２のＩＰ
Ｍモータ５１では永久磁石３１Ａ，３１Ｂの局所的な不
可逆減磁を防止するために空気穴６１Ａ，６１Ｂがロー
タ鉄心３０に形成されている。空気穴５１Ａ，５１Ｂは
磁石用スロット３２Ａ，３２Ｂと一体に形成したもので
あって、ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置する永久
磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃ部に位置し、２個の永久
磁石３１Ａ，３１Ｂの間の中央側の面６１Ａ−１，６１
Ｂ−１が、永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃからｄ軸
と平行にロータ鉄心外周側とロータ鉄心内周側とに延び
て永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃを覆うように形成
されている。
【００２５】なお、空気穴６１Ａ，６１Ｂのロータ鉄心
外周側の面６１Ａ−２，６１Ｂ−２は、磁石用スロット
３２Ａ，３２Ｂのロータ鉄心外周側の面３２Ａ−１，３
２Ｂ−１の途中（永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃの
近傍）から前記中央側にｄ軸と直角方向に延びており、
また、空気穴６１Ａ，６１Ｂのロータ鉄心内周側の面６
１Ａ−３，６１Ｂ−３は、磁石用スロット３２Ａ，３２
Ｂの前記中央側の面３２Ａ−２，３２Ｂ−２の途中から
同面３２Ａ−２，３２Ｂ−２と直角方向に延びている。
その他のＩＰＭモータ５１の構成については上記実施の
形態１のＩＰＭモータ２１と同様であるため、ここでの
説明は省略する。
【００２６】本実施の形態２によれば、ロータ鉄心３０
に空気穴６１Ａ，６１Ｂを形成したことにより、永久磁
石３１Ａ，３１Ｂの間のロータ鉄心部３０ａにおいて短
絡する磁束を永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃから遠
ざけることができるため、この磁束の影響が低減され
る。即ち、永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，ｃに作用す
る局部的な反磁界が低減される。このため、永久磁石３
１Ａ，３１Ｂの局部的な不可逆減磁を防止することがで
きる。
【００２７】しかも、本実施の形態２では、上記実施の
形態１（図１参照）に比べて永久磁石３１Ａ，３１Ｂの
間のロータ鉄心部３０ａの幅を広げることができるた
め、このロータ鉄心部３０ａの機械的強度を向上させる
ことができる。
【００２８】＜実施の形態３＞図３（ａ）は本発明の実
施の形態３に係る減磁防止構造を備えた埋め込み磁石型
同期電動機の横断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＣ部
拡大図である。図３には６極機の例を示している。図３
に示すＩＰＭモータ７１は横断面が円形状であるが図３
にはその１／６を示しており、図示しない他の部分もこ
れと同様の構成である。なお、図３において図１と同様
の部分には同一の符号を付している。
【００２９】図３に示すように、本実施の形態３のＩＰ
Ｍモータ７１では永久磁石３１Ａ，３１Ｂの局所的な不
可逆減磁を防止するために空気穴８１がロータ鉄心３０
に形成されている。空気穴８１は横断面の長手方向がロ
ータ鉄心周方向に沿うように形成されたスリット状の穴
であって、２個の永久磁石３１Ａ，３１Ｂの間のロータ
鉄心部３０ａとロータ鉄心内周面３０ｂ（シャフト外周
面２４ａ）との間に位置するように形成されている。ま
た、空気穴８１は、ロータ鉄心周方向の幅ｗが、永久磁
石３１Ａ，３１Ｂの磁路の妨げにならない幅となるよう
に形成されている。即ち、空気穴８１のロータ鉄心周方
向の幅ｗは、ｄ軸側で且つロータ鉄心内周側に位置する
永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｆ，ｇの間隔と等しくなっ
ている。
【００３０】なお、本実施の形態３では磁石用スロット
３２Ａ，３２Ｂは永久磁石３１Ａ，３１Ｂと同じ長方形
の横断面形状となっている。その他のＩＰＭモータ７１
の構成については上記実施の形態１のＩＰＭモータ２１
と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３１】本実施の形態３によれば、ロータ鉄心３０
に空気穴８１を形成したことにより、永久磁石３１Ａ，
３１Ｂの間の磁路（ロータ鉄心部３０ａ）の磁気抵抗が
大きくなるため、この磁路における磁束の短絡が起こり
にくくなる。このため、永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角
ｂ，ｃに作用する局部的な反磁界を低減して、永久磁石
３１Ａ，３１Ｂの局部的な不可逆減磁を防止することが
できる。
【００３２】しかも、空気穴８１のロータ鉄心周方向の
幅ｗを永久磁石３１Ａ，３１Ｂの磁路の妨げにならない
幅とすることにより、磁石トルクの低下を防ぐことがで
きる。この場合、特に空気穴８１のロータ鉄心周方向の
幅ｗを永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｆ，ｇの間隔と等し
くすることにより、磁石トルクを低下させない範囲で最
大限に前記磁路における磁束の短絡を防止することがで
きる。つまり、前記磁路における磁束の短絡を防止する
には空気穴８１のロータ鉄心周方向の幅ｗをできるだけ
長くしたほうがよいが、空気穴８１のロータ鉄心周方向
の幅ｗが永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｆ，ｇの間隔より
も大きくなると、空気穴８１の両端部８１ａ，８１ｂが
永久磁石３１Ａ，３１Ｂの磁路の妨げとなって磁石トル
クが低下するため、空気穴８１のロータ鉄心周方向の幅
ｗは永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｆ，ｇの間隔と等しく
することが望ましい。
【００３３】＜実施の形態４＞図４（ａ）は本発明の実
施の形態４に係る減磁防止構造を備えた埋め込み磁石型
同期電動機の横断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＤ部
拡大図である。図４には６極機の例を示している。図４
に示すＩＰＭモータ９１は横断面が円形状であるが図４
にはその１／６を示しており、図示しない他の部分もこ
れと同様の構成である。なお、図４において図１と同様
の部分には同一の符号を付している。
【００３４】図４に示すように、本実施の形態４のＩＰ
Ｍモータ９１では永久磁石３１Ａ，３１Ｂの局所的な不
可逆減磁を防止するために空気穴１０１がロータ鉄心３
０に形成されている。空気穴１０１は横断面の長手方向
がｄ軸方向に沿うように形成されたスリット状の穴であ
って、２個の永久磁石３１Ａ，３１Ｂの間に位置するよ
うに形成されている。また、空気穴１０１は、ロータ鉄
心外周側の端９１ａが、ｑ軸電流の磁路の妨げにならな
い位置となるように形成されている。即ち、空気穴１０
１のロータ鉄心外周側の端１０１ａは、ｄ軸側で且つロ
ータ鉄心外周側に位置する永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角
ｂ，ｃを結ぶ仮想直線Ｅの位置となっている。
【００３５】なお、本実施の形態４では磁石用スロット
３２Ａ，３２Ｂは永久磁石３１Ａ，３１Ｂと同じ長方形
の横断面形状となっている。その他のＩＰＭモータ９１
の構成については上記実施の形態１のＩＰＭモータ２１
と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００３６】本実施の形態４によれば、ロータ鉄心３０
に空気穴１０１を形成したことにより、永久磁石３１
Ａ，３１Ｂの間の磁路（ロータ鉄心部３０ａ）の磁気抵
抗が大きくなるため、この磁路における磁束の短絡が起
こりにくくなる。このため、永久磁石３１Ａ，３１Ｂの
角ｂ，ｃに作用する局部的な反磁界を低減して、永久磁
石３１Ａ，３１Ｂの局部的な不可逆減磁を防止すること
ができる。
【００３７】しかも、空気穴１０１のロータ鉄心外周側
の端１０１ａを、ｑ軸電流の磁路の妨げにならない位置
とすることにより、リラクタンストルクの低下を防ぐこ
とができる。この場合、特に空気穴１０１のロータ鉄心
外周側の端１０１ａを永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，
ｃを結ぶ仮想直線Ｅの位置とすることにより、リラクタ
ンストルクを低下させない範囲で最大限に前記磁路にお
ける磁束の短絡を防止することができる。つまり、前記
磁路における磁束の短絡を防止するには空気穴１０１を
できるだけ長くしたほうがよいが、空気穴１０１のロー
タ鉄心外周側の端１０１ａが永久磁石３１Ａ，３１Ｂの
角ｂ，ｃを結ぶ仮想直線Ｅを超えてロータ鉄心外周側へ
延びていると、この空気穴９１のロータ鉄心外周側の端
１０１ａの部分がｑ軸電流の磁路の妨げとなってリラク
タンストルクが低下するため、空気穴９１のロータ鉄心
外周側の端１０１ａは永久磁石３１Ａ，３１Ｂの角ｂ，
ｃを結ぶ仮想直線Ｅの位置とすることが望ましい。
【００３８】
【発明の効果】以上発明の実施の形態とともに具体的に
説明したように、第１発明の埋め込み磁石型同期電動機
の減磁防止構造によれば、永久磁石をロータ鉄心の磁石
用スロットに埋め込んだ埋め込み磁石型同期電動機の減
磁防止構造であって、反磁界の作用が大きい永久磁石の
部分の近傍に位置するようにロータ鉄心に空気穴を形成
して、局所的な反磁界を低減するように構成したことに
より、永久磁石の局部的な不可逆減磁を防止することが
できる。
【００３９】また、第２発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造によれば、第１発明の埋め込み磁石型
同期電動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心に
は横断面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設
けられ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方
向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かっ
て広がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴
は前記磁石用スロットと一体に形成したものであって、
ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置する前記２個の永
久磁石の角部にそれぞれ位置し、且つ、ロータ鉄心外周
側の面が、前記磁石用スロットのロータ鉄心外周側の面
を前記２個の永久磁石の間の中央側に延長した面であっ
て前記２個の永久磁石のロータ鉄心外周側の面と面一に
なるように形成したことにより、前記２個の永久磁石の
間のロータ鉄心部において短絡する磁束を前記永久磁石
の角から遠ざけることができるため、この磁束の影響が
低減される。即ち、前記永久磁石の角に作用する局部的
な反磁界が低減される。このため、前記永久磁石の局部
的な不可逆減磁を防止することができる。
【００４０】また、第３発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造によれば、第１発明の埋め込み磁石型
同期電動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心に
は横断面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設
けられ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方
向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かっ
て広がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴
は前記磁石用スロットと一体に形成したものであって、
ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置する前記２個の永
久磁石の角部に位置し、且つ、前記２個の永久磁石の間
の中央側の面が、前記永久磁石の角からｄ軸と平行にロ
ータ鉄心外周側とロータ鉄心内周側とに延びて前記永久
磁石の角を覆うように形成したことにより、前記２個の
永久磁石の間のロータ鉄心部において短絡する磁束を前
記永久磁石の角から遠ざけることができるため、この磁
束の影響が低減される。即ち、前記永久磁石の角に作用
する局部的な反磁界が低減される。このため、前記永久
磁石の局部的な不可逆減磁を防止することができる。し
かも、この第３発明では上記第２発明に比べて前記２個
の永久磁石の間のロータ鉄心部の幅を広げることができ
るため、このロータ鉄心部の機械的強度を向上させるこ
とができる。
【００４１】また、第４発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造によれば、第１発明の埋め込み磁石型
同期電動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心に
は横断面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設
けられ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方
向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かっ
て広がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴
は横断面の長手方向がロータ鉄心周方向に沿うように形
成したスリット状の穴であって、前記２個の永久磁石の
間のロータ鉄心部とロータ鉄心内周面との間に位置し、
且つ、ロータ鉄心周方向の幅が、前記２個の永久磁石の
磁路の妨げにならない幅となるように形成したことによ
り、前記２個の永久磁石の間の磁路（ロータ鉄心部）の
磁気抵抗が大きくなるため、この磁路における磁束の短
絡が起こりにくくなる。このため、ｄ軸側で且つロータ
鉄心外周側に位置する前記２個の永久磁石の角に作用す
る局部的な反磁界を低減して、前記永久磁石の局部的な
不可逆減磁を防止することができる。しかも、前記空気
穴のロータ鉄心周方向の幅を前記永久磁石の磁路の妨げ
にならない幅とすることにより、磁石トルクの低下を防
ぐことができる。
【００４２】また、第５発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造によれば、第４発明の埋め込み磁石型
同期電動機の減磁防止構造において、前記空気穴のロー
タ鉄心周方向の幅は、ｄ軸側で且つロータ鉄心内周側に
位置する前記２個の永久磁石の角の間隔に等しくしたこ
とにより、磁石トルクを低下させない範囲で最大限に前
記２個の永久磁石の間の磁路（ロータ鉄心部）における
磁束の短絡を防止することができる。
【００４３】また、第６発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造によれば、第１発明の埋め込み磁石型
同期電動機の減磁防止構造において、前記ロータ鉄心に
は横断面が長方形状の永久磁石が１極当たり２個ずつ設
けられ、且つ、これら２個の永久磁石がロータ鉄心周方
向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄心外周側に向かっ
て広がるＶ字状となるよう配置されており、前記空気穴
は横断面の長手方向がｄ軸方向に沿うように形成された
スリット状の穴であって、前記２個の永久磁石の間に位
置し、且つ、ロータ鉄心外周側の端が、ｑ軸電流の磁路
の妨げにならない位置となるように形成したことによ
り、前記２個の永久磁石の間の磁路（ロータ鉄心部）の
磁気抵抗が大きくなるため、この磁路における磁束の短
絡が起こりにくくなる。このため、ｄ軸側で且つロータ
鉄心外周側に位置する前記２個の永久磁石の角に作用す
る局部的な反磁界を低減して、前記永久磁石の局部的な
不可逆減磁を防止することができる。しかも、前記空気
穴のロータ鉄心外周側の端を、ｑ軸電流の磁路の妨げに
ならない位置とすることにより、リラクタンストルクの
低下を防ぐことができる。
【００４４】また、第７発明の埋め込み磁石型同期電動
機の減磁防止構造によれば、第６発明の埋め込み磁石型
同期電動機の減磁防止構造において、前記空気穴のロー
タ鉄心外周側の端を、ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に
位置する前記２個の永久磁石の角を結ぶ仮想直線の位置
としたことにより、リラクタンストルクを低下させない
範囲で最大限に前記磁路における磁束の短絡を防止する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施の形態１に係る減磁防止
構造を備えた埋め込み磁石型同期電動機の横断面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施の形態２に係る減磁防止
構造を備えた埋め込み磁石型同期電動機の横断面図、
（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態３に係る減磁防止
構造を備えた埋め込み磁石型同期電動機の横断面図、
（ｂ）は（ａ）のＣ部拡大図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態４に係る減磁防止
構造を備えた埋め込み磁石型同期電動機の横断面図、
（ｂ）は（ａ）のＤ部拡大図である。
【図５】空気穴を有しないＩＰＭモータの横断面図であ
る。
【図６】前記ＩＰＭモータにおける永久磁石表面の反磁
界分布図である。
【図７】前記ＩＰＭモータにおける磁束線図である。
【符号の説明】
２１ ＩＰＭモータ ２２ ステータ ２３ ロータ ２４ シャフト ２４ａ 外周面 ２５ ステータ鉄心 ２６ スロット ２７ コイル ３０ ロータ鉄心 ３０ａ ロータ鉄心部 ３０ａ 内周面 ３１Ａ，３１Ｂ 永久磁石 ３１Ａ−１，３１Ｂ−１ 永久磁石の面 ３２Ａ，３２Ｂ 磁石用スロット ３２Ａ−１，３２Ａ−２，３２Ｂ−１，３２Ｂ−２ 磁
石用スロットの面 ４１Ａ，４１Ｂ 空気穴 ４１Ａ−１〜３，４１Ｂ−１〜３ 空気穴の面 ５１ ＩＰＭモータ ６１Ａ，６１Ｂ 空気穴 ６１Ａ−１〜３，６１Ｂ−１〜３ 空気穴の面 ７１ ＩＰＭモータ ８１ 空気穴 ８１ａ，８１ｂ 端部 ９１ ＩＰＭモータ １０１ 空気穴 １０１ａ 端
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AB07 AC04 AE07 AE08 5H621 AA03 BB07 GA04 GA12 HH01 JK04 5H622 AA03 CA02 CA07 CA10 CA13 CB05 PP19

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 永久磁石をロータ鉄心の磁石用スロット
    に埋め込んだ埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造
    であって、反磁界の作用が大きい永久磁石の部分の近傍
    に位置するようにロータ鉄心に空気穴を形成して、局所
    的な反磁界を低減するように構成したことを特徴とする
    埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載する埋め込み磁石型同期
    電動機の減磁防止構造において、 前記ロータ鉄心には横断面が長方形状の永久磁石が１極
    当たり２個ずつ設けられ、且つ、これら２個の永久磁石
    がロータ鉄心周方向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄
    心外周側に向かって広がるＶ字状となるよう配置されて
    おり、 前記空気穴は前記磁石用スロットと一体に形成したもの
    であって、ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置する前
    記２個の永久磁石の角部にそれぞれ位置し、且つ、ロー
    タ鉄心外周側の面が、前記磁石用スロットのロータ鉄心
    外周側の面を前記２個の永久磁石の間の中央側に延長し
    た面であって前記２個の永久磁石のロータ鉄心外周側の
    面と面一になるように形成したことを特徴とする埋め込
    み磁石型同期電動機の減磁防止構造。
  3. 【請求項３】 請求項１に記載する埋め込み磁石型同期
    電動機の減磁防止構造において、 前記ロータ鉄心には横断面が長方形状の永久磁石が１極
    当たり２個ずつ設けられ、且つ、これら２個の永久磁石
    がロータ鉄心周方向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄
    心外周側に向かって広がるＶ字状となるよう配置されて
    おり、 前記空気穴は前記磁石用スロットと一体に形成したもの
    であって、ｄ軸側で且つロータ鉄心外周側に位置する前
    記２個の永久磁石の角部に位置し、且つ、前記２個の永
    久磁石の間の中央側の面が、前記永久磁石の角からｄ軸
    と平行にロータ鉄心外周側とロータ鉄心内周側とに延び
    て前記永久磁石の角を覆うように形成したことを特徴と
    する埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構造。
  4. 【請求項４】 請求項１に記載する埋め込み磁石型同期
    電動機の減磁防止構造において、 前記ロータ鉄心には横断面が長方形状の永久磁石が１極
    当たり２個ずつ設けられ、且つ、これら２個の永久磁石
    がロータ鉄心周方向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄
    心外周側に向かって広がるＶ字状となるよう配置されて
    おり、 前記空気穴は横断面の長手方向がロータ鉄心周方向に沿
    うように形成したスリット状の穴であって、前記２個の
    永久磁石の間のロータ鉄心部とロータ鉄心内周面との間
    に位置し、且つ、ロータ鉄心周方向の幅が、前記２個の
    永久磁石の磁路の妨げにならない幅となるように形成し
    たことを特徴とする埋め込み磁石型同期電動機の減磁防
    止構造。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載する埋め込み磁石型同期
    電動機の減磁防止構造において、 前記空気穴のロータ鉄心周方向の幅は、ｄ軸側で且つロ
    ータ鉄心内周側に位置する前記２個の永久磁石の角の間
    隔に等しいことを特徴とする埋め込み磁石型同期電動機
    の減磁防止構造。
  6. 【請求項６】 請求項１に記載する埋め込み磁石型同期
    電動機の減磁防止構造において、 前記ロータ鉄心には横断面が長方形状の永久磁石が１極
    当たり２個ずつ設けられ、且つ、これら２個の永久磁石
    がロータ鉄心周方向に間隔を有し且つ横断面がロータ鉄
    心外周側に向かって広がるＶ字状となるよう配置されて
    おり、 前記空気穴は横断面の長手方向がｄ軸方向に沿うように
    形成されたスリット状の穴であって、前記２個の永久磁
    石の間に位置し、且つ、ロータ鉄心外周側の端が、ｑ軸
    電流の磁路の妨げにならない位置となるように形成した
    ことを特徴する埋め込み磁石型同期電動機の減磁防止構
    造。
  7. 【請求項７】 請求項６に記載する埋め込み磁石型同期
    電動機の減磁防止構造において、 前記空気穴のロータ鉄心外周側の端を、ｄ軸側で且つロ
    ータ鉄心外周側に位置する前記２個の永久磁石の角を結
    ぶ仮想直線の位置としたことを特徴とする埋め込み磁石
    型同期電動機の減磁防止構造。
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