JP2006158008A - 永久磁石埋め込み型ロータ及び回転電機 - Google Patents

Abstract

【課題】 永久磁石の能力を落とすことなく、特別な部材を用いることなく簡単な構成でしかも永久磁石間の漏れ磁束を低減させる永久磁石埋め込み型ロータ及び回転電機を提供する。
【解決手段】 ロータコア１２を構成する一体コアシート２１は、収容孔形成穴が貫通形成されている。ロータコア１２を構成する分割コアシート２２は、外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂからなる。外側コア片２２ａは、一体コアシート２１の外部領域面Ｆａに配置固定される。内側コア片２２ｂは、一体コアシート２１の内部領域面Ｆｂに配置固定される。ロータコア１２は、異なる磁極の永久磁石間が一体コアシート２１自身の部分による磁性部分２５と、外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂとによって形成される間隙による非磁性部分２６とから構成される。その結果、異なる磁極の永久磁石間の磁気特性は、磁性部分２５の磁気特性と非磁性部分２６の磁気特性の間の磁気特性となる。
【選択図】 図５

Description

本発明は、永久磁石埋め込み型ロータ及びそのロータを用いた回転電機に関する。

近年、永久磁石埋め込み型モータは、高効率であって小型及び軽量化を図るできる点で注目されている。永久磁石埋め込み型モータは、ロータコア内に永久磁石を埋設したロータを有するモータであって、マグネットトルクに加えて、リラクタンストルクを利用することによって高いモータ効率を得ることができる。

一般に、永久磁石埋め込み型モータのロータは、電磁気用鋼板を積層してなるロータコアにスリットを形成し、そのスリット内に永久磁石を埋設することによって製造されている。そして、この永久磁石埋め込み型モータにおいて、よりモータ効率を向上させるために、埋設した永久磁石の磁極面の端部に非磁性層を設けたものがある（特許文献１）。これによって、隣合うティース間に大量に流れる減磁界による磁束が永久磁石端部に流れるのを防止して安定した駆動トルクを発生する。

また、埋設した永久磁石の端部間に、アルミニウム、アルミ合金等の非磁性材を充填し、磁気ショートを軽減するものも提案されている（特許文献２）。
特開２０００−５０５４３号公報 特開２００２−１７１７０２号公報

しかしながら、上記各ロータの非磁性層の形成及び非磁性材を充填は、非常に複雑で高度な技術が要求されため製作に時間がかかるとともにコスト高につながる。
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、永久磁石の能力を落とすことなく、特別な部材を用いることなく簡単な構成でしかも永久磁石間の漏れ磁束を低減させることができる永久磁石埋め込み型ロータ及び回転電機を提供することにある。

請求項１に係る発明は、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔が設けられた磁性体よりなる板材を複数積層したコアと、前記磁石収容孔に挿入固定された永久磁石とからなる永久磁石埋め込み型ロータであって、前記板材の一部は、前記異なる磁極の永久磁石間で少なくとも一部で分離するようにした。

これによれば、特別な部材を用いずに、永久磁石間で少なくとも一部で分離するだけの簡単な構成で、永久磁石の能力を落とすことなく永久磁石間の漏れ磁束を低減させることができる。

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の永久磁石埋め込み型ロータであって、前記板材は、一体コアシートと分割コアシートからなり、前記一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間が前記一体コアシート自身の磁性体部分をなし、前記分割コアシートは、前記一体コアシートに対して並設される複数のコア片からなり、前記コア片は、少なくとも前記異なる磁極の永久磁石間において互いに離間させて非磁性部分を形成するように並設した。

これによれば、積層してロータを形成する板材を、一体コアシートと複数枚のコア片からなる分割コアシートとで構成した。一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間が前記一体コアシート自身の磁性体部分とし、分割コアシートのコア片は、少なくとも前記異なる磁極の永久磁石間において互いに離間させて非磁性部分形成するように並設した。従って、ロータの磁石収容孔に挿入固定された異なる磁極の永久磁石間の磁気特性は、巨視的にみて一体コアシートの磁性部分の磁気特性と分割コアシートの非磁性部分の磁気特性の間の磁気特性となる。その結果、ロータの異なる磁極の永久磁石間における漏れ磁束を低減させることができる。しかも、一体コアシートと複数枚のコア片からなる分割コアシートを互いに配置固定する簡単な作業でロータを作成することができる。

さらに、板材を、一体コアシートと分割コアシートの２つで形成したので、例えば、いずれか一方のコアシートの形状（厚さ等）を変更したり、いずれか一方のコアシートの枚数を変更することにより、ロータの異なる磁極の永久磁石間の磁気特性を容易に変更することができる。

請求項３に係る発明は、請求項１に記載の永久磁石埋め込み型ロータであって、前記板材は、一体コアシートと分割コアシートからなり、前記一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間を前記一体コアシート自身と異なる非磁性部分をなし、前記分割コアシートは、前記一体コアシートに対して並設される複数のコア片からなり、前記コア片は、少なくとも前記異なる磁極の永久磁石間において互いに離間させて非磁性部分を形成するように並設した。

これによれば、一体コアシートは、少なくとも異なる磁極の永久磁石間を同一体コアシート自身と異なる非磁性部分とした。従って、ロータの異なる磁極の永久磁石間における漏れ磁束をより低減させることができる。

請求項４に係る発明は、軸方向に貫通する複数の磁石収容孔が設けられた磁性体よりなる板材を複数積層したコアと、前記磁石収容孔に挿入固定された永久磁石とからなる永久磁石埋め込み型ロータであって、前記異なる極性の永久磁石間における板材の少なくとも一部に非磁性化を施す。

これによれば、特別な部材を用いずに、異なる磁極の永久磁石間で少なくとも一部が非磁性化させるだけの簡単な構成で、永久磁石の能力を落とすことなく永久磁石間の漏れ磁束を低減させることができる。

請求項５に係る発明は、請求項４に記載の永久磁石埋め込み型ロータであって、前記板材は、一体コアシートと複合コアシートからなり、前記一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間が前記一体コアシート自身の磁性体部分をなし、前記複合コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間を同複合コアシート自身と異なる非磁性化して非磁性部分を形成するように並設した。

これによれば、積層してロータを形成する板材を、一体コアシートと複合コアシートとで構成した。一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間が前記一体コアシート自身の磁性体部分とし、複合コアシートは、少なくとも前記異なる磁極の永久磁石間を同複合コアシート自身と異なる非磁性化して非磁性部分とした。

従って、ロータの磁石収容孔に挿入固定された異なる磁極の永久磁石間の磁気特性は、巨視的にみて一体コアシートの磁性部分の磁気特性と複合コアシートの非磁性部分の磁気特性の間の磁気特性となる。その結果、ロータの異なる磁極の永久磁石間における漏れ磁束を低減させることができる。しかも、一体コアシートと複合コアシートを積層するだけ
の簡単な作業でロータを作成することができる。

さらに、板材を、一体コアシートと複合コアシートの２つで形成したので、例えば、いずれか一方のコアシートの形状（厚さ等）を変更したり、いずれか一方のコアシートの枚数を変更することにより、ロータの異なる磁極の永久磁石間の磁気特性を容易に変更することができる。

請求項６に係る発明は、周方向に配置された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、永久磁石を挿入固定したロータとを備え、リラクタンストルクを利用する回転電機において、前記ロータは、請求項１〜４のいずれか１に記載の永久磁石埋め込み型ロータである。

これによれば、永久磁石の能力を落とすことなく、特別な部材を用いることなく簡単な構成でしかも永久磁石間の漏れ磁束を低減させることができ、リラクタンストルクを増大させることができる。

本発明によれば、永久磁石の能力を落とすことなく、特別な部材を用いることなく簡単な構成でしかも永久磁石間の漏れ磁束を低減させることができる。

（第１実施形態）
以下、本発明の永久磁石埋め込み型ロータを具体化した第１実施形態を、図１〜図５に従って説明する。

図１において、回転電機としての永久磁石埋め込み型モータ１は、ハウジング２と、前記ハウジング２内に配置固定された（複数のティースに巻線が巻回された）ステータ３と、ステータ３の内側に配置され前記ハウジング２に対して回転可能に支持されたロータ４とを備えている。永久磁石埋め込み型モータ１は、マグネットトルクとリラクタンストルクを回転トルクとする内転型モータである。

ハウジング２は、有底筒状のケース２ａと、同ケース２ａの開口部を閉塞する蓋体２ｂとを備えている。ステータ３は、そのケース２ａの内周面に固定されている。ロータ４は、その回転軸５が、ケース２ａ、蓋体２ｂにそれぞれ設けられた軸受６に回転可能に支持されることで、ステータ３の内側で回転可能に収容されている。

ステータ３は、図１〜図３に示すように、円筒状に形成され、周方向に等角度で軸中心に向かって延びるように形成された複数のティース８有するコア９と、各ティース８にインシュレータ１０を介して巻回された巻線１１とを有する。尚、本実施形態のステータ３は、１２個のティース８を有する１２スロットルのステータである。また、図２及び図３において、インシュレータ１０及び巻線１１を省略している。また、巻線１１は、ティース８に集中巻にて巻回されている。

ロータ４は、図１にように、回転軸５と、ロータコア１２と、２個の永久磁石ＭＧを一組として周方向に等角度で配置された８極のロータである。ロータコア１２は、複数の円盤状のコアシートを積層して形成した積層コアである。尚、図１に示すロータ４のロータコア１２には、複数のコアシートの境界線を省略している。また、ロータコア１２の軸中心には、回転軸５が嵌着される軸孔１３が軸方向に形成されている。さらに、ロータコア１２は、前記各永久磁石ＭＧを収容する磁石収容孔１４が軸方向に形成されている。各収容孔１４は、図２に示すように、１極を構成する２個（一対）の永久磁石ＭＧが、それぞ
れ外周面側に向かうほど互いに離間するＶ字状となるように収容固定されるように形成されている。

そして、各収容孔１４に収容固定されたそれぞれ極を構成する一対の永久磁石ＭＧは、ロータコア１２の外周面（半径方向）に向かうほど互いに離間する側の面同士の磁極が同極となる。また、極を構成する一対の永久磁石ＭＧの外側に向かうほど互いに離間する側の面の磁極は、周方向に隣接する極の永久磁石ＭＧと異極となるように配置される。

このとき、一対の永久磁石ＭＧの端部であってロータコア１２の外周面側の端部と、隣接する他の極の一対の永久磁石ＭＧの端部であってロータコア１２の外周面側の端部とは、所定の間隔をもって離間しその端部間を外側ブリッジ部１５としている。また、一対の永久磁石ＭＧ同士のロータコア１２の端部間を内側ブリッジ部１６としている。

ロータコア１２は、図４及び図５に示すように、磁性体よりなる板材を構成する２種類の異なるシート、即ち、一体コアシート２１と分割コアシート２２が交互に積層して形成されている。詳述すると、一体コアシート２１は、円盤状の電磁気用鋼板であって、前記ロータコア１２の軸孔１３を構成する軸孔形成穴２３が中心位置に貫通形成されている。また、一体コアシート２１は、図４（ａ）に示すように、前記ロータコア１２の各磁石収容孔１４を構成する収容孔形成穴２４が貫通形成されている。そして、一体コアシート２１において、前記各収容孔形成穴２４を境に区画される外側に広がる扇形状の面をそれぞれ外部領域面Ｆａ、内側に広がる矢じり形状の面をそれぞれ内部領域面Ｆｂとしている。

分割コアシート２２は、図４（ｂ）に示すように、複数枚の外側コア片２２ａと複数枚の内側コア片２２ｂからなる。複数枚の外側コア片２２ａと複数枚の内側コア片２２ｂは、前記一体コアシート２１面上に敷き詰めたとき、一体コアシート２１と同じ外形となるようになっている。外側コア片２２ａは、一体コアシート２１の外部領域面Ｆａと同形状（扇形状）の板片であって、板片の厚さは一体コアシート２１に板厚と同じとなっている。そして、外側コア片２２ａは、一体コアシート２１の各外部領域面Ｆａにそれぞれ配置固定される。

内側コア片２２ｂは、一体コアシート２１の内部領域面Ｆｂと同形状（矢じり形状）の板片であって、板片の厚さは一体コアシート２１に板厚と同じとなっている。そして、内側コア片２２ｂは、一体コアシート２１の各内部領域面Ｆｂにそれぞれ配置固定される。つまり、一体コアシート２１において、収容孔形成穴２４の部分と、同収容孔形成穴２４の延長線上の面を除いた面に外側コア片２２ａ又は内側コア片２２ｂが配置固定される。

従って、一体コアシート２１と分割コアシート２２（外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂ）を交互に積層して形成したロータコア１２は、その外側及び内側ブリッジ部１５，１６が一体コアシート２１自身の部分による磁性部分２５と、外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂとによって形成される間隙（空間）による非磁性部分２６とから構成される。その結果、外側及び内側ブリッジ部１５，１６の磁気特性は、巨視的にみればこの磁性部分２５の磁気特性と非磁性部分２６の磁気特性の間の磁気特性となる。

そして、ロータコア１２は、一体コアシート２１と分割コアシート２２（外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂ）を交互に積層した状態で、各磁石収容孔１４に永久磁石ＭＧが収容固定され、軸孔１３に回転軸５は圧入固定されて永久磁石埋め込み型のロータ４が形成される。そして、ロータ４は、その回転軸５がハウジング２に設けた軸受６に回転可能に軸支することによって、ステータ３に囲まれてハウジング２内に回転可能に収容される。

尚、図４中の符号２９は、一体コアシート２１と分割コアシート２２を積層した後、これらコアシート２１，２２をリベットかしめにより固定してロータコア１２を製作する際にリベット（図示しない）を挿入するための各コアシート２１，２２に設けた貫通穴である。

上記第１実施形態の永久磁石埋め込み型モータ１によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、一体コアシート２１と分割コアシート２２（外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂ）を交互に積層してロータコア１２を形成した。そして、その外側及び内側ブリッジ部１５，１６を、一体コアシート２１自身の磁性部分２５と、外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂとによって形成される間隙（空間）による非磁性部分２６とで構成して、外側及び内側ブリッジ部１５，１６の磁気特性を、巨視的にみて磁性部分２５の磁気特性と非磁性部分２６の磁気特性の間の磁気特性となるようにした。つまり、外側及び内側ブリッジ部１５，１６における漏れ磁束を低減させることができる。その結果、永久磁石埋め込み型モータ１は、リラクタンストルクの増大を図ることができる。

（２）本実施形態によれば、一体コアシート２１に対して分割コアシート２２（外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂ）を所定の箇所（領域面Ｆａ，Ｆｂ）に配置し互いに固定するだけなので、高度な技術を使うことなく簡単かつ短時間で、ロータコア１２を作成することができる。つまり、従来にように１枚のコアシート上に作成するに際して、おおがかり装置と時間を使って、そのブリッジ部に相当する部分にコアシートと異なる非磁性層を形成するといったことはない。

（３）本実施形態によれば、一体コアシート２１に対する分割コアシート２２の厚さを変更したり、外側コア片２２ａ及び内側コア片２２ｂの形状（外側及び内側ブリッジ部１５，１６側の面）を変更するだけで、磁性部分２５の磁気特性や、非磁性部分２６の磁気特性を簡単に変更することができ、モータの特性に応じて外側及び内側ブリッジ部１５，１６の磁気特性を簡単に変更することができる。
（第２実施形態）
次に、本発明を具体化した第２実施形態を図６及び図７に従って説明する。本実施形態では、永久磁石埋め込み型のロータコア１２が、磁性体よりなる板材を構成する２種類の異なるコアシートが交互に積層して形成される点は前記第１実施形態と同じであるが、一体コアシート２１に対して交互に積層されるコアシートが前記第１実施形態の分割コアシート２２と相違する。従って、説明の便宜上、相違する部分について説明する。

図７において、ロータコア１２は、磁性体よりなる板材を構成する２種類の異なるコアシート、即ち、一体コアシート２１と複合コアシート３１が交互に積層して形成されている。詳述すると、一体コアシート２１は、図６（ａ）に示すように、第１実施形態と同じ材質でかつ同じ形状の円盤状の電磁気用鋼板である。複合コアシート３１は、図６（ｂ）に示すように、一体コアシート２１とその形状を同じにし、軸孔１３を構成する軸孔形成穴３２及び各磁石収容孔１４を構成する収容孔形成穴３３が形成されている。

複合コアシート３１は、その材質を一体コアシート２１と相違させていて、軟磁性材料と非磁性材料の複合材料からなる。そして、複合コアシート３１は、ロータコア１２の外側及び内側ブリッジ部１５，１６に相当する部分３４を非磁性材料で、その部分３４以外の全ての部分を軟磁性材料で形成させている。

このように構成された、一体コアシート２１と複合コアシート３１を交互に積層して図７に示す、ロータコア１２が形成されている。
従って、一体コアシート２１と複合コアシート３１を交互に積層して形成したロータコ
ア１２は、その外側及び内側ブリッジ部１５，１６が一体コアシート２１自身の磁性部分２５と、非磁性材料で形成された部分３４とから構成される。その結果、外側及び内側ブリッジ部１５，１６の磁気特性は、巨視的にみればこの磁性部分２５の磁気特性と非磁性部分（部分３４）の磁気特性の間の磁気特性となる。

そして、ロータコア１２は、各磁石収容孔１４に永久磁石ＭＧが収容固定され、軸孔１３に回転軸５は圧入固定されて永久磁石埋め込み型のロータ４が形成される。そして、ロータ４は、その回転軸５がハウジング２に設けた軸受６に回転可能に軸支することによって、ステータ３に囲まれてハウジング２内に回転可能に収容される。

上記第２実施形態のロータコア１２によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態によれば、一体コアシート２１と複合コアシート３１を交互に積層してロータコア１２を形成した。そして、その外側及び内側ブリッジ部１５，１６を、一体コアシート２１自身の磁性部分２５と、複合コアシート３１の非磁性材料よりなる部分３４とで構成して、外側及び内側ブリッジ部１５，１６の磁気特性を、巨視的にみて磁性部分２５の磁気特性と部分３４の磁気特性の間の磁気特性となるようにした。つまり、外側及び内側ブリッジ部１５，１６における漏れ磁束を低減させることができる。その結果、永久磁石埋め込み型モータ１は、リラクタンストルクの増大を図ることができる。

（２）本実施形態によれば、一体コアシート２１と複合コアシート３１を交互に積層してロータコア１２を作成するだけなので、高度な技術を使うことなく簡単かつ短時間で、ロータコア１２を作成することができる。つまり、従来にように１枚のコアシート上に作成するに際して、おおがかり装置と時間を使って、そのブリッジ部に相当する部分にコアシートと異なる非磁性層を形成するといったことはない。

（３）本実施形態によれば、一体コアシート２１に対する複合コアシート３１の厚さを変更するだけで、磁性部分２５の磁気特性や、非磁性部分（部分３４）の磁気特性を簡単に変更することができ、モータの特性に応じて外側及び内側ブリッジ部１５，１６の磁気特性を簡単に変更することができる。

なお、上記各実施形態は以下のように変更してもよい。
○上記第１実施形態では、ロータコア１２は、その外側及び内側ブリッジ部１５，１６を一体コアシート２１自身の部分による磁性部分２５と、外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂとによって形成される間隙（空間）による非磁性部分２６とから構成した。

これを、図８及び図９に示すように、一体コアシート２１について、ロータコア１２の外側及び内側ブリッジ部１５，１６に相当する部分２５Ａ（第１実施形態の磁性部分２５）を、非磁性化して磁性部分して実施してもよい。これによって、第１実施形態に比べて、外側及び内側ブリッジ部１５，１６における漏れ磁束をより低減させることができる。その結果、永久磁石埋め込み型モータ１は、よりリラクタンストルクの増大を図ることができる。この場合、一体コアシート２１について、外側及び内側ブリッジ部１５，１６に相当する部分２５Ａを、例えば、非磁性材料でそれ以外の全てを軟磁性材料で形成するようにしてもよい。
○上記第１実施形態では、一体コアシート２１と分割コアシート２２（外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂ）を交互に積層してロータコア１２を形成した。つまり、等しい枚数の一体コアシート２１と分割コアシート２２を交互に積層した。これを、異なる枚数の一体コアシート２１と分割コアシート２２を、所定の順序で積層してロータコア１２を形成してもよい。

例えば、一体コアシート２１の枚数が分割コアシート２２（外側コア片２２ａと内側コ
ア片２２ｂ）の枚数より多くして（例えば、分割コアシート２２と分割コアシート２２の間に複数枚の一体コアシート２１が積層させて）実施してもよい。反対に、一体コアシート２１の枚数が分割コアシート２２の枚数より少なくして（例えば、一体コアシート２１と一体コアシート２１の間に複数枚の分割コアシート２２を積層させて）実施してもよい。
○上記第２実施形態では、一体コアシート２１と複合コアシート３１を交互に積層してロータコア１２を形成した。つまり、等しい枚数の一体コアシート２１と複合コアシート３１を交互に積層した。これを、異なる枚数の一体コアシート２１と複合コアシート３１を、所定の順序で積層してロータコア１２を形成してもよい。

例えば、一体コアシート２１の枚数が複合コアシート３１の枚数より多くして（例えば、分割コアシート２２と分割コアシート２２の間に複数枚の一体コアシート２１が積層させて）実施してもよい。反対に、一体コアシート２１の枚数が複合コアシート３１の枚数より少なくして（例えば、一体コアシート２１と一体コアシート２１の間に複数枚の複合コアシート３１を積層させて）実施してもよい。
○上記第１実施形態では、分割コアシート２２をそれぞれ複数枚の外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂで構成した。これを、図１０及び図１１で示すように、複数の内側コア片２２ｂを、その内側で互いに連結して一体化して実施してもよい。この場合、外側ブリッジ部１５の磁気特性を調整でき、外側ブリッジ部１５における漏れ磁束を減らすことができる。また、複数の内側コア片２２ｂが一体化されるため、部品点数が少なくなり組み立て作業がさらに容易となる。
○上記第１実施形態では、分割コアシート２２をそれぞれ複数枚の外側コア片２２ａと内側コア片２２ｂで構成した。これを、図１２及び図１３で示すように、複数の外側コア片２２ａを、その外周面側で互いに連結して一体化して実施してもよい。この場合、内側ブリッジ部１６の磁気特性を調整でき、内側ブリッジ部１６における漏れ磁束を減らすことができる。また、複数の外側コア片２２ａが一体化されるため、部品点数が少なくなり組み立て作業がさらに容易となる。
○上記各実施形態では、８極のロータ４であったが、４極、６極等、適宜変更して実施してもよい。この場合、ステータ３のティース８の数のこれに合わせて適宜変更する必要がある。
○上記各実施形態では、２個の永久磁石ＭＧを外周面側に拡開するようにＶ字状に配置して各極を構成したが、図１４に示すように、１個のＵ字状に湾曲した永久磁石ＭＧを埋設したロータコア１２に応用してもよい。

この場合、例えば、一体コアシート２１は、図１５（ａ）に示すように、円盤状をなし、ロータコア１２の軸孔１３を構成する軸孔形成穴２３が中心位置に貫通形成されているとともに、Ｕ字状の永久磁石ＭＧを収容する各磁石収容孔１４を構成する収容孔形成穴２４が貫通形成されている。一方、分割コアシート２２は、図１５（ｂ）に示すように、複数枚の外側コア片２２ａと、１枚の内側コア片２２ｂとから構成する。そして、このように構成した、一体コアシート２１と分割コアシート２２を、交互に、又は、所定の枚数おいて積層してロータコア１２を形成してもよい。
○上記各実施形態では、２個の永久磁石ＭＧを外周面側に拡開するようにＶ字状に配置して各極を構成したが、図１６に示すように、１個の平板状の永久磁石ＭＧを埋設したロータコア１２に応用してもよい。ロータコア１２は、平板状の各永久磁石ＭＧの磁極の面が回転軸５からみて接線方向に延在するように各永久磁石ＭＧを収容している。

この場合、例えば、一体コアシート２１は、図１７（ａ）に示すように、円盤状をなし、ロータコア１２の軸孔１３を構成する軸孔形成穴２３が中心位置に貫通形成されているとともに、Ｕ字状の永久磁石ＭＧを収容する各磁石収容孔１４を構成する収容孔形成穴２４が貫通形成されている。一方、分割コアシート２２は、図１７（ｂ）に示すように、複
数枚の外側コア片２２ａと、１枚の内側コア片２２ｂとから構成する。そして、このように構成した、一体コアシート２１と分割コアシート２２を、交互に、又は、所定の枚数おいて積層してロータコア１２を形成してもよい。
○上記第１実施形態では一体コアシート２１と分割コアシート２２を、すなわち異なる２枚のコアシートを積層してロータコア１２を形成した。これを、第１実施形態では一体コアシート２１と分割コアシート２２とを一体に形成し１枚のコアシートを形成し、その一枚のコアシートに対して、軸孔１３を構成する軸孔形成穴２３及び各磁石収容孔１４を構成する収容孔形成穴２４を貫通する。さらに、その一枚のコアシートに対して、ロータコア１２の外側及び内側ブリッジ部に相対する箇所を凹設して前記間隙（空間）を形成するようにして実施するようにしてもよい。この場合も、前記第１実施形態と同様な効果を得ることができるとともに、コアーシートが１種類となるため、組み立て作業がさらに容易となる。
○上記第２実施形態では一体コアシート２１と複合コアシート３１を、すなわち異なる２枚のコアシートを積層してロータコア１２を形成した。これを、この一体コアシート２１と複合コアシート３１とを一体に形成した１枚のコアシートを形成し、その一枚のコアシートに対して、軸孔１３を構成する軸孔形成穴２３及び各磁石収容孔１４を構成する収容孔形成穴２４を貫通する。さらに、その一枚のコアシートに対して、ロータコア１２の外側及び内側ブリッジ部１５，１６に相対する箇所を非磁性化するようにして実施するようにしてもよい。この場合も、前記第２実施形態と同様な効果を得ることができるとともに、コアーシートが１種類となるため、組み立て作業がさらに容易となる。
○前記各実施形態の分割コアシート２２の外側コア片２２ａを方向性電磁気用鋼板を用い、図１８矢印で示すように、その磁化され易い磁化容易方向が、ロータコア１２の回転中心からみて接線方向となるように、外側コア片２２ａを構成するようにしてもよい。これによりリラクタンストルクを有効に活用することができる。また、外側コア片２２ａを、図１９矢印で示すように、その磁化され易い磁化容易方向が、ロータコア１２の回転中心からみて半径方向となるように構成するようにしてもよい。これにより、マグネットトルクを有効に活用することができ、インダクタンスを低く抑え制御性を高めることができる。さらに、外側コア片２２ａを、図２０矢印で示すように、その磁化され易い磁化容易方向が、半径方向と回転方向の間の傾いた方向になるように構成するようにしてもよい。これにより、トルク発生に必要な磁束を多く取り込む配置となり、モータ特性を高めることができる。

さらに、分割コアシート２２の内側コア片２２ｂを方向性電磁気用鋼板を用い、図２１矢印で示すように、その磁化され易い磁化容易方向がロータコア１２の回転中心からみて接線方向となるように、内側コア片２２ｂを構成するようにしてもよい。これにより、マグネットトルクを有効に活用することができ、インダクタンスを低く抑え制御性を高めることができる。
○上記実施形態では、一体コアシート２１と分割コアシート２２、一体コアシート２１と複合コアシート３１は、リベットかしめで互いに連結固定したが、接着剤で固着するようにしてもよい。

第１実施形態に係る永久磁石埋め込み型モータの概略構成を示す縦断面図。 同永久磁石埋め込み型モータのステータとロータコアを示す平面図。 同永久磁石埋め込み型モータのステータとロータコアを示す斜視図。 （ａ）はロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）はロータコアを構成する分割コアシートを示す斜視図。 同永久磁石埋め込み型モータのロータコアを示す全体斜視図。 （ａ）は第２実施形態に係るロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）は第２実施形態に係るロータコアを構成する複合コアシートを示す斜視図。 第２実施形態に係る永久磁石埋め込み型モータのロータコアを示す全体斜視図。 （ａ）は別例のロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）は同じく別例のロータコアを構成する分割コアシートを示す斜視図。 同ロータコアを示す全体斜視図。 （ａ）は別例のロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）は同ロータコアを構成する複合コアシートを示す斜視図。 同ロータコアを示す全体斜視図。 （ａ）は別例のロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）は同じく別例のロータコアを構成する複合コアシートを示す斜視図。 同ロータコアを示す全体斜視図。 別例のロータコアを示す平面図。 （ａ）は同ロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）は同ロータコアを構成する複合コアシートを示す斜視図。 別例のロータコアを示す平面図。 （ａ）は同ロータコアを構成する一体コアシートを示す斜視図、（ｂ）は同ロータコアを構成する複合コアシートを示す斜視図。 外側コア片の磁化方向を説明する平面図。 同じく外側コア片のその他の磁化方向を説明する平面図。 同じく外側コア片のその他の磁化方向を説明する平面図。 内側コア片の磁化方向を説明する平面図。

符号の説明

１…永久磁石埋め込み型モータ、３…ステータ、４…ロータ、５…回転軸、８…ティース、９…コア、１２…ロータコア、１３…軸孔、１４…磁石収容孔、１５…外側ブリッジ部、１６…内側ブリッジ部、２１…一体コアシート、２２…分割コアシート、２２ａ…外側コア片、２２ｂ…内側コア片、２３…軸孔形成穴、２４…収容孔形成穴、２５…磁性部分、２５Ａ…部分、２６…非磁性部分、３１…複合コアシート、３４…部分、Ｆａ…外部領域面、Ｆｂ…内部領域面、ＭＧ…永久磁石。

Claims (6)

1. 軸方向に貫通する複数の磁石収容孔が設けられた磁性体よりなる板材を複数積層したコアと、前記磁石収容孔に挿入固定された永久磁石とからなる永久磁石埋め込み型ロータであって、
   前記板材の一部は、前記異なる磁極の永久磁石間で少なくとも一部で分離するようにしたことを特徴とする永久磁石埋め込み型ロータ。
2. 請求項１に記載の永久磁石埋め込み型ロータであって、
   前記板材は、一体コアシートと分割コアシートからなり、
   前記一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間が前記一体コアシート自身の磁性体部分をなし、
   前記分割コアシートは、前記一体コアシートに対して並設される複数のコア片からなり、前記コア片は、少なくとも前記異なる磁極の永久磁石間において互いに離間させて非磁性部分を形成するように並設したことを特徴とする永久磁石埋め込み型ロータ。
3. 請求項１に記載の永久磁石埋め込み型ロータであって、
   前記板材は、一体コアシートと分割コアシートからなり、
   前記一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間を前記一体コアシート自身と異なる非磁性部分をなし、
   前記分割コアシートは、前記一体コアシートに対して並設される複数のコア片からなり、前記コア片は、少なくとも前記異なる磁極の永久磁石間において互いに離間させて非磁性部分を形成するように並設したことを特徴とする永久磁石埋め込み型ロータ。
4. 軸方向に貫通する複数の磁石収容孔が設けられた磁性体よりなる板材を複数積層したコアと、前記磁石収容孔に挿入固定された永久磁石とからなる永久磁石埋め込み型ロータであって、
   前記異なる極性の永久磁石間における板材の少なくとも一部に非磁性化を施すことを特徴とする永久磁石埋め込み型ロータ。
5. 請求項４に記載の永久磁石埋め込み型ロータであって、
   前記板材は、一体コアシートと複合コアシートからなり、
   前記一体コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間が前記一体コアシート自身の磁性体部分をなし、
   前記複合コアシートは、挿入固定される前記永久磁石間を同複合コアシート自身と異なる非磁性化して非磁性部分を形成するように並設したことを特徴とする永久磁石埋め込み型ロータ。
6. 周方向に配置された複数のティースに巻線が巻回されたステータと、永久磁石を挿入固定したロータとを備え、リラクタンストルクを利用する回転電機において、
   前記ロータは、請求項１〜４のいずれか１に記載の永久磁石埋め込み型ロータであることを特徴とする回転電機。

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