JP3309393B2 - 永久磁石回転子 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の属する技術分野】

本発明は、ロータヨークの磁極の全磁極又は１つおき
の基部に界磁用永久磁石を挿入するようにした永久磁石
回転子に関する。

【従来の技術】

一般に永久磁石回転子は、磁路を形成するヨークと、
界磁用永久磁石を有し、ヨークに設けられたスロットに
前記界磁用永久磁石を挿入して形成されている。 図17は従来の永久磁石回転子を分解して示している。
従来の永久磁石回転子221は、ヨーク222と界磁用永久磁
石223を有している。ヨーク222は、多数のけい素鋼板22
4を積層することによって形成されている。ヨーク222の
外周には、磁極225が設けられている。磁極225の基部に
は、界磁用永久磁石223を挿入するスロット226が、回転
軸230から等しい距離に設けられている。更に、各けい
素鋼板224は、型押しされて陥没形成された、等間隔の
カシメ部227を有している。前記各けい素鋼板224は、カ
シメ部227を互いに圧入することにより、一体的に積層
されている。 界磁用永久磁石223は、スロット226に収容可能な大き
さに形成されている。界磁用永久磁石223の組立に際し
ては、ヨーク222を回転軸130に焼きばめ挿入し、ヨーク
222の温度が下がった頃に、前記界磁用永久磁石223の表
面に接着剤を塗布し、図に示すように、互いに同一の磁
性を示す磁極の面を対向させて、磁石223をスロット226
の内部に挿入する。図中の矢印Ｑは界磁用永久磁石223
の挿入方向を示している。 これに対して、使用条件により接着剤を使用できない
永久磁石回転子221においては、界磁用永久磁石223はス
ロット226と隙間なく整合するように形成される。そし
て、ヨーク222の温度が下がった頃に、界磁用永久磁石2
23は、空圧装置等によって、図中の矢印Ｑ方向に加圧さ
れ、スロット226の内部に強制的に圧入される。更に、
ヨーク222の片端部に、ヨーク222の最大外径と等しい大
きさの非磁性のバランスウエイト231を、回転軸に圧入
しながら、ヨーク222の端部に接するまで圧入固定して
いる。

【発明が解決しようとする課題】

ところが、前記界磁用永久磁石の外周面に接着剤を塗
布して、ヨークのスロットに挿入する従来の永久磁石回
転子では、着磁された界磁用永久磁石スロットに挿入す
る段階で、磁性体である回転軸に引っ張られて挿入が難
しかったり、着磁された界磁用永久磁石のＮ極、Ｓ極の
挿入向きの入れ違いがあったりしていた。 また、永久磁石回転子が冷媒中或いは加圧流体中で作
動するような場合は、接着剤か冷媒或いは加圧流体によ
って溶解され、界磁用永久磁石がスロットから脱落する
問題があった。 更に、ヨーク端部にバランスウエイトを固定する場合
は、その固定は一般に回転軸になされるが、バランスウ
エイトは扇形状のため、バランスウエイトと回転軸との
間で繊細な圧入寸法が必要である。また、バランスウエ
イトを回転軸に固定すると、該バランスウエイトはヨー
クの最大外径まで及ぶ形状になっているので、冷媒の通
路となる磁極間が遮断され、別の箇所に、例えばステー
タ外径に、冷媒通路を作る必要があった。更にまた、バ
ランスウエイトは、回転軸をヨークに固定した後でない
と、固定することができなかった。 一方、接着剤を介さずに界磁用永久磁石をヨークのス
ロットに直接圧入する従来の永久磁石回転子では、界磁
用永久磁石を圧入するのに大きな力を要し、この圧入す
る力によって界磁用永久磁石が破損することがあった。 また、この永久磁石回転子は、界磁用永久磁石とヨー
クのスロットとの寸法上の整合性を得るために、高い加
工精度が要求され、永久磁石回転子の製造が容易ではな
かった。 更に、表面処理（メッキ）の施された界磁用永久磁石
をヨークに圧入する際に、メッキが剥がれ、その結果、
固定強度が落ちると同時に、錆が発生する問題があっ
た。 本発明は、冷媒または加圧流体によって界磁用永久磁
石が脱落するのを防止するとともに、製造が容易な永久
磁石回転子を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

請求項１記載の発明は、回転子のヨークは多数の鋼板
を積層して形成され、外周上に2n倍（ｎは正整数）の磁
極を有し、回転軸孔からほぼ等しい距離の全磁極又は１
つおきの基部にスロットを備え、このスロットには界磁
用永久磁石を挿入してなる永久磁石回転子において、 前記各鋼板は同一形状に形成され、且つ、鋼板の各ス
ロットは、その開口形状を前記界磁用永久磁石に適合す
る大きさに形成されるとともに、１つ又は複数のスロッ
トは、他のスロットに対して回転軸孔からの距離が異な
って形成され、 更に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１
枚が、他の積層された鋼板に対しスロット位置の位相を
違えて配置され、この異なる位相のスロットを備えた鋼
板により、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを
阻止している永久磁石回転子である。 請求項２記載の発明は、請求項１の発明において、前
記各鋼板が全磁極にスロットを有し、且つ、Ｎ極同士又
はＳ極同士の磁極のスロットが、回転軸孔からの距離が
等しく、Ｎ極とＳ極の磁極の双方のスロットが、回転軸
孔からの距離が異なる場合に、前記ヨークの端部におけ
る鋼板の少なくとも１枚を、他の積層された鋼板に対
し、（360゜/2n）回転させて配置した永久磁石回転子で
ある。 請求項３記載の発明は、請求項１の発明において、前
記各鋼板が全磁極にスロットを有し、且つ、Ｎ極同士又
はＳ極同士の磁極のスロットが、回転軸孔からの距離が
異なり、Ｎ極とＳ極の磁極のスロットが１組、回転軸孔
からの距離が等しい場合に、前記ヨークの端部における
鋼板の少なくとも１枚を、他の積層された鋼板に対し、
（720゜/2n）回転させて配置した永久磁石回転子であ
る。 請求項４記載の発明は、請求項１の発明において、前
記各鋼板が全磁極にスロットを有し、且つ、全磁極のス
ロットが、回転軸孔からの距離が異なる場合に、前記ヨ
ークの端部における鋼板の少なくとも１枚を、他の積層
された鋼板に対し、（360゜×m/2n）回転させて配置
（但し、ｍは１〜ｎの整数）した永久磁石回転子であ
る。 請求項５記載の発明は、請求項１の発明において、前
記各鋼板が１つおきの磁極にスロットを有し、且つ、Ｎ
極同士又はＳ極同士の磁極のスロットが、回転軸孔から
の距離が等しい場合に、前記ヨークの端部における鋼板
の少なくとも１枚を、他の積層された鋼板に対し、（36
0゜/2n）回転させて配置した永久磁石回転子である。 請求項６記載の発明は、請求項１の発明において、前
記各鋼板が１つおきの磁極にスロットを有し、且つ、あ
る磁極と、これに対し（ｎ−２）離れた磁極の双方のス
ロットが、回転軸孔からの距離が等しい場合に、前記ヨ
ークの端部における鋼板の少なくとも１枚を、他の積層
された鋼板に対し、（360゜/2n）回転させて配置した永
久磁石回転子である。 請求項７記載の発明は、請求項１の発明において、前
記各鋼板が１つおきの磁極にスロットを有し、且つ、全
磁極のスロットが、回転軸孔からの距離が異なる場合
に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１枚
を、他の積層された鋼板に対し、（360゜×m/2n）回転
させて配置（但し、ｍは１〜ｎの整数）した永久磁石回
転子である。 請求項８記載の発明は、回転子のヨークは多数の鋼板
を積層して形成され、外周上に2n倍（ｎは正整数）の磁
極を有し、回転軸孔からほぼ等しい距離の全磁極又は１
つおきの基部にスロットを備え、このスロットには界磁
用永久磁石を挿入してなる永久磁石回転子において、 前記各界磁用永久磁石は同一形状に形成され、且つ、
長手方向に１つ又は複数の傾斜部を備え、 前記各鋼板は同一形状に形成され、且つ、１つの鋼板
の各スロットは、その開口形状を前記界磁用永久磁石に
適合する大きさに形成されるとともに、１つ又は複数の
スロットは他のスロットに対して、界磁用永久磁石の前
記傾斜部に対応する傾斜部の位置が異なって形成され、 更に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１
枚が、他の積層された鋼板に対しスロット位置の位相を
違えて配置され、この異なる位相のスロットを備えた鋼
板により、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを
阻止している永久磁石回転子である。 請求項９記載の発明は、回転子のヨークは多数の鋼板
を積層して形成され、外周上に2n倍（ｎは正整数）の磁
極を有し、回転軸孔からほぼ等しい距離の全磁極又は１
つおきの基部にスロットを備え、このスロットには界磁
用永久磁石を挿入してなる永久磁石回転子において、 前記スロットの回転軸孔からの距離は、隣合うスロッ
トのうちの一方のスロットの回転軸孔からの距離とは等
しく形成され且つ回転軸孔を挟んで向い合うスロットの
回転軸孔からの距離とは異なって形成され、回転軸孔か
らの距離が遠いスロット又は近い方のスロットのどちら
か一方に、スロット判別用の印が設けられており、更
に、前記ヨークの少なくとも片方の端部は、前記鋼板が
90度又は180度回転して装着され、前記回転して装着さ
れた前記鋼板のスロットの形状が他の鋼板のスロットの
形状と相違して、界磁用永久磁石がスロットから離脱す
るのを阻止している永久磁石回転子である。 請求項10記載の発明は、回転子のヨークは多数の鋼板
を積層して形成され、外周上に４極の磁極を有し、磁極
の基部にスロットを備え、このスロットには界磁用永久
磁石を挿入してなる永久磁石回転子において、 前記スロットの回転軸孔からの距離は、（|F−E|）≧
Ｈ（E,Fは各スロットと回転軸孔からの距離、Ｈはスロ
ット厚みと磁石厚みとの差）に設定され、前記ヨークの
少なくとも片方の端部は、前記鋼板が90度又は180度回
転して装着され、前記回転して装着された前記鋼板のス
ロットの形状が他の鋼板のスロットの形状と相違して、
界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻止してい
る永久磁石回転子である。 請求項11記載の発明は、回転子のヨークは多数の鋼板
を積層して形成され、外周上に４極の磁極を有し、磁極
の基部にスロットを備え、このスロットには界磁用永久
磁石を挿入してなる永久磁石回転子において、 前記鋼板に、回転軸孔を挟んで向い合う一対のカシメ
を２組４箇所設置し、前記カシメ間の角度をA,Bとし、
Ａ＋Ｂ＝180（度）（Ａ≠Ｂ）に設定し、 更に、前記ヨークの少なくとも片方の端部は、前記鋼
板が180度回転して装着され、前記回転して装着された
前記鋼板の、（１）スロットの形状、又は、（２）回転
軸孔からのスロットの距離が、他の鋼板のものと相違し
て、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻止し
ている永久磁石回転子である。

【発明の実施の形態】

以下、本発明の実施例について添付の図面を参照して
説明する。 図１は、本実施例における永久磁石回転子の分解図を
示している。永久磁石回転子１は、ロータヨーク２と、
二対の板状の界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dとを有してい
る。前記ロータヨーク２は、多数のけい素鋼板４を金型
で抜くとともに、これらを一体に積層して形成されてい
る。 ロータヨーク２の片方の端部は、けい素鋼板４と同一
形状のけい素鋼板24で構成されている。すなわち、ロー
タヨーク２の片方の端部は、けい素鋼板４を回転軸孔７
を中心に、当該けい素鋼板４に対して時計の回転方向に
90度ずらしたけい素鋼板24から構成されている。ロータ
ヨーク２は、外周面に、放射方向に突出した４つの磁極
5a,5b,5c,5dを有している。これら磁極5a,5b,5c,5dの基
部には界磁用永久磁石を貫通させる２対のスロット6a,6
b,6c,6dが設けられている。 更に、ロータヨーク２の中心部には、回転軸を貫通さ
せる回転軸孔７が設けられていて、回転軸孔７からスロ
ット6a,6b,6c,6dまでの距離は等しい。けい素鋼板４
は、鋼板の一部を陥没させた、等間隔のカシメ部８を有
しており、このカシメ部８を互いに圧入することによ
り、各けい素鋼板4,4は一体に積層されている。また、
スロット6a,6b,6c,6dと回転軸孔７との間には、空隙9,9
が設けられている。 界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dは、断面矩形の６面体に
形成され、更に、２箇所の稜部には、他の稜部より大き
な側面形状の傾斜部10が、同じ傾きで且つ、同等の大き
さで、２箇所、施されている。前記傾斜部は、界磁用永
久磁石のうち、界磁用永久磁石3a,3cは、傾斜部10の向
きが回転軸孔７側に設けられており、界磁用永久磁石3
b,3dは、傾斜部10の向きが放射方向に設けられている。
同様に、スロット6a,6b,6c,6dにも、界磁用永久磁石と
整合するように、スロット側面部に傾斜部15が２箇所同
じ傾きで且つ、同等の大きさで、それぞれ設けられてい
る。 そして、界磁用永久磁石を、スロット6a,6b,6c,6dの
内部にそれぞれ挿入（図中に示す方向Ｒ）した後、けい
素鋼板４を回転軸孔７を中心として時計の回転方向に90
度ずらしたけい素鋼板14を、けい素鋼板４に重ね合わせ
て、カシメ部８をカシメ、各けい素鋼板は一体に圧入さ
れる。最後に、バランスウエイト11を、当該バランスウ
エイト11の空隙12とロータヨーク２の端部の空隙とを合
わせるようにし、ロータヨークより長い非磁性材のリベ
ット13を、けい素鋼板24まで通して、けい素鋼板24から
突き出たリベットの先２〜5mmをつぶして該リベットを
固定する。これにより回転子全体が固定される。 本実施例では、ロータヨーク２の端部における鋼板の
少なくとも１枚（けい素鋼板14）が、他の積層された鋼
板（けい素鋼板４）に対しスロット位置の位相を違えて
（この例では時計の回転方向に90度ずらして）配置さ
れ、この異なる位相のスロットを備えた鋼板により、界
磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻止してい
る。 ここで、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを
阻止するため、ロータヨークの端部における鋼板を、他
の積層された鋼板に対しスロット位置の位相を違えて配
置する諸態様について説明する。 まず、鋼板が全磁極にスロットを有する場合は、
（１）Ｎ極同士又はＳ極同士の磁極のスロットが、回転
軸孔からの距離が等しく、且つ、Ｎ極とＳ極の磁極の双
方のスロットが、回転軸孔からの距離が異なるときは、
前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１枚を、他
の積層された鋼板に対し、（360゜/2n）回転させて配置
する。 （２）Ｎ極同士又はＳ極同士の磁極のスロットが、回転
軸孔からの距離が異なり、且つ、Ｎ極とＳ極の磁極のス
ロットが１組、回転軸孔からの距離が等しいときは、前
記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１枚を、他の
積層された鋼板に対し、（720゜/2n）回転させて配置す
る。。 （３）全磁極のスロットが、回転軸孔からの距離が異な
るときは、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも
１枚を、他の積層された鋼板に対し、（360゜×m/2n）
回転させて配置（但し、ｍは１〜ｎの整数）する。 次に、鋼板が１つおきの磁極にスロットを有する場合
は、（１）Ｎ極同士又はＳ極同士の磁極のスロットが、
回転軸孔からの距離が等しいときは、前記ヨークの端部
における鋼板の少なくとも１枚を、他の積層された鋼板
に対し、（360゜/2n）回転させて配置する。 （２）ある磁極と、これに対し（ｎ−２）離れた磁極の
双方のスロットが、回転軸孔からの距離が等しいとき
は、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１枚
を、他の積層された鋼板に対し、（360゜/2n）回転させ
て配置する。 （３）全磁極のスロットが、回転軸孔からの距離が異な
るときは、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも
１枚を、他の積層された鋼板に対し、（366゜×m/2n）
回転させて配置（但し、ｍは１〜ｎの整数）する。 図２は、界磁用永久磁石挿入後のけい素鋼板４の横断
面図を示している。スロット6a,6b,6c,6dは、ロータヨ
ークの回転軸孔７からほぼ等しい距離の、けい素鋼板４
の磁極5a,5b,5c,5dの基部に設けられる。これらスロッ
ト6a,6b,6c,6dには、界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dが挿入
される。界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dは、放射方向に磁
場が着磁されている。 更に、界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dは、磁場方向と垂
直な同一面に大きな傾斜部10が２箇所施されている。同
一面に傾斜部10が施されていることは、どちらか一方の
界磁用永久磁石の傾斜部の角度の傾きを変えることによ
り、スロットの中での界磁用永久磁石の左右の固定が、
スロット側面部の傾斜部と界磁用永久磁石の側面部の傾
斜角度との違いにより、面接触固定でなく、点接触固定
になるため、界磁用永久磁石の固定を簡単に行うことが
できる。 また、スロット6a,6cは、その側面部に２箇所形成さ
れている傾斜部15が、放射方向に向いて、同じ傾きで、
且つ、同じ大きさで設けられている。界磁用永久磁石3
b,3dの傾斜部10と、スロット6a,6cの傾斜部15とは、放
射方向に向いて、傾斜位置が同一位置にある。そして、
界磁用永久磁石3b,3dの傾斜部10を放射方向に向けて、
当該界磁用永久磁石3b,3dをスロット6a,6cに挿入する
と、両者は整合するようになされている。このとき、磁
極はＮ極となる。 他方、スロット6b,6dは、その側面部に２箇所形成さ
れている傾斜部15が、回転軸孔７方向に向いて、傾斜部
15が同様に施されている。そして、傾斜部10を備えた界
磁用永久磁石3a,3cを、磁極がＳ極になるように、スロ
ット6b,6dに挿入すると、両者は整合するようになされ
ている。 前記両傾斜部10,15の大きさは、界磁用永久磁石の厚
みの半分以下である。また、本実施例では、他の稜部16
にも若干の傾斜部を施しているが、明らかに傾斜部の大
きさの違いが判別できるほど、傾斜部15の方が、他の傾
斜部よりも大きい。 更に、磁石の傾斜部10と、スロットの傾斜部15との関
係は、スロットに界磁用永久磁石をスムーズに挿入でき
るため、次の関係になっている。 側面部の傾斜部10≧側面部の傾斜部15 尚、界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dは、ロータヨーク２
の外周がＮ極,S極の磁性が互い違いになるように、配置
されている。更に界磁用永久磁石6a,6b,6c,6dは、Ｎ極,
S極を基準にした傾斜部10の位置がすべて同一であるた
め、界磁用磁石の種類が一種類で済む。従って、製作が
容易となる。また、ロータヨーク２に界磁用永久磁石を
挿入する場合に、Ｎ極,S極を考慮しないでスロットに挿
入しても、自ずとロータヨーク外周にＮ極,S極が配置さ
れるので、便利である。 各けい素鋼板はカシメ部８を有し、各カシメ部８を圧
入することにより、けい素鋼板が固定される。更に、界
磁用永久磁石6a,6b,6c,6dと回転軸孔７との間に空隙９
を有する。各空隙９の回転軸孔７からの位置は等しく、
各空隙９間の接点19,17に接する接線上にカシメ部８が
位置している。尚、好ましくは、カシメ部８を前記接線
よりも回転軸孔７側に設けることにより、各界磁用永久
磁石の磁束の障害にならずに、磁路経路が短く、磁束密
度を上げずに、けい素鋼板の鉄損失を低く押えることが
できる。 また、空隙９と界磁用永久磁石の間隔は狭い程よい。
すなわち、空隙９と界磁用永久磁石の間隔は、通常0.3
〜5.0mmであるが、好ましくは0.3〜0.5mmにすることに
より、バランスウエイトの固定による回転子のバランス
精度がよくなり、また、製作もしやすくなる。 更に、界磁用永久磁石の中心に空隙９が位置するよう
に設置すれば、空隙９が回転子の内部の磁束の障害にな
らず、また、鋼板の鉄損失を低くおさえることができ
る。 図３は、けい素鋼板14を示す図である。けい素鋼板14
は、回転軸孔７を中心にして、前記けい素鋼板４を90度
ずらしたものであり、当該けい素鋼板14のカシメ部８
は、前記けい素鋼板４のカシメ部８と加締まる。更に、
前記けい素鋼板４の上下方向にあったスロット6a,6c
は、けい素鋼板14では、回転軸孔７を中心にして左右方
向に位置し、前記けい素鋼板４の左右方向にあったスロ
ット6b,6dは、けい素鋼板14では上下方向に位置する。 図４は、けい素鋼板24を示す図である。けい素鋼板24
は、回転軸孔７を中心にして、前記けい素鋼板４を90度
ずらしたものであり、空隙18を設けている。この空隙18
は、前記けい素鋼板４のカシメ部８をすべて空隙になる
ように抜いたものである。空隙18は、けい素鋼板を金型
でプレスするとき、金型の降下を深くすることにより、
カシメの部分が完全に空隙となる。尚、金型の降下を浅
くするとカシメとなる。 図５は、けい素鋼板４に前記けい素鋼板14を上部から
加締めた図である。 けい素鋼板14の空隙９は、けい素鋼板が重なっても、
リベットが入るように貫通形成されている。界磁用永久
磁石3a,3b,3c,3dの軸方向の固定は、スロット6a,6b,6c,
6dの側面部の傾斜部15が、界磁用永久磁石の側面部の傾
斜部16と、軸方向において当接することにより、界磁用
永久磁石の軸方向の固定がされる。 従って、スロットに余分な力がかからないし、例え
ば、磁石固定用の接着剤が冷媒又は加圧流体に溶解して
も、界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dがけい素鋼板14から離
脱することがない。更に、界磁用永久磁石の加工精度に
関係なく界磁用永久磁石の固定が可能であり、また、界
磁用永久磁石の稜部を固定するので、界磁用永久磁石の
端面に接触する鋼板の面積が少なくなり、従って、磁束
のリークが少なく、しかも、固定のための別の部材も不
要となる。 更にまた、磁束のリークが少ないことにより、モータ
性能の低下が少ない。また、けい素鋼板４の上にけい素
鋼板14を重ねた状態においては、ロータヨーク２の外径
形状に変化が生じないので、ロータヨーク外径を通る冷
媒通路20の障壁がなくなり、従来例えば、ステータ外径
上に別途の冷媒通路を作っていたが、その必要がなくな
ることとなる。 図６は、けい素鋼板14にバランスウエイト11を上から
リベットで加締めた図である。 けい素鋼板14の空隙９とバランスウエイト11の空隙12
を重ねて、非磁性材のリベット13を２本通してバランス
ウエイト11を固定させる。この場合、バランスウエイト
11が非磁性材のときは、バランスウエイト11をけい素鋼
板14に接するようにして固定するが、バランスウエイト
11が磁性材のときは、界磁用永久磁石の端部を被うこと
となるため、界磁用永久磁石3a,3b間に磁束のリークが
生じ、モータに以下の効率低下が生じる。 すなわち、けい素鋼板14端部から磁性材のバランスウ
エイト11までの距離と、モータ効率との関係は、 距離（mm） モータ効率（％） ０ 86.3 １ 87.6 ２ 88.2 ３ 88.2 ５ 88.2 前記の関係から明らかなように、1mm以上離すと効率降
下が少なくなる。好ましくは2mm以上離す方がよい。ま
た、バランスウエイトの形状を、一点鎖線で示す円周80
（同極のスロット間）より内周の部位においては、ロー
タヨーク２の端部にバランスウエイトが接し、前記円周
80より外周の部位において、ロータヨーク２の端部から
前記寸法を離れている形状のいわゆる段付きバランスウ
エイトの場合にも、前記のモータ効率が得られる。 更に空隙９と空隙12の大きさの関係は、 空隙９＜空隙12 になっており、また、リベット13も、前記空隙9,12に適
合させて、段付きに形成されている。特に、リベット13
を空隙12に圧入にすることにより、ロータヨーク２の振
動バランスが良好になる。 他方、非磁性材のバランスウエイトを用いる場合は、
空隙９と空隙12の大きさを等しく形成し、けい素鋼板14
にバランスウエイト11を密着させ、且つバランスウエイ
トの外径を磁極5a,5dに重ねるように取り付けることが
でき、従って、磁極5a,5dの軸方向の衝撃に強くなる。 実施例では、バランスウエイト11の外径は、ロータヨ
ーク２の外径の凹部20よりも内側に位置させているた
め、冷媒を使うモータにおいては、凹部20の冷媒通路を
遮断することなく構成することができる。更に、バラン
スウエイトは回転軸固定でないため、ロータ単品時に磁
石挿入、磁石の固定及びバランスウエイトの固定がそれ
ぞれ可能となり、この後の工程として、回転軸のみの焼
きばめで済むため、分離生産が可能になり、生産上の自
由度が向上する。更に、バランスウエイトが回転軸固定
でないため、バランスウエイト自体が軽量小型になると
ともに、寸法精度を必要とせず、安価に製作することが
可能となる。 図７は、本発明に係る永久磁石回転子の他の実施例を
示すもので、界磁用永久磁石挿入後の断面図を示してい
る。 スロット6d,6b,6a,6cは、ロータヨークの回転軸孔７
からほぼ等しい距離の、けい素鋼板34の磁極35a,35b,35
c,35dの基部に設けられる。これらのスロット6d,6b,6a,
6cには界磁用永久磁石33a,33b,33c,33dが挿入される。
隣り合うスロット6a,6cは、放射方向に向って２箇所、
傾斜部15が大きく形成される。この傾斜部15は、傾きが
同じで、等しい大きさに形成されており、従って、スロ
ット形状も等しい。 また、隣り合うスロット6b,6dは、回転軸孔７に向っ
て２箇所、傾斜部15が大きく形成される。同様に、スロ
ット形状が等しく形成される。 前記スロット6dとスロット6aは、回転軸孔７を挟んで
対向しており、スロットの側面部の傾斜位置が異なって
いる。同様に、スロット6bとスロット6cも回転軸孔７を
挟んで対向しており、回転軸孔７から見ると、スロット
の側面部の傾斜位置が異なっている。それぞれのスロッ
トには、ロータヨーク32の外周がＮ極,S極の磁性が互い
違いになるように、界磁用永久磁石33a,33b,33c,33dを
挿入している。 更に、界磁用永久磁石の内側には、４箇所カシメ部８
（8a,8b,8c,8d）を有する。カシメ部8a,8b,8c,8dを圧入
することにより、各けい素鋼板は固定される。そして、
界磁用永久磁石33a,33b,33c,33dを軸方向に固定するた
め、ロータヨーク32の端部に、けい素鋼板34を回転させ
て重ね合わせようとした場合に、けい素鋼板34を前記け
い素鋼板14に対して90度及び180度回転させることが考
えられるため、次のように、180度の回転しかカシメの
固定ができないようになされている。すなわち、カシメ
間角度8a,8cの角度をＡ度、カシメ間角度8c,8dの角度を
Ｂ度となし、これらを異なった角度にすることにより、
180度の回転しか加締めの固定ができないようにすると
ともに、所定の界磁用永久磁石以外の固定もできないよ
うになっている。更に、カシメ数と磁極の磁数の数が同
一に設定され、且つＡ度,B度の関係は以下の通りであ
る。 Ａ＋Ｂ＝180（度） （Ａ≠Ｂ） 尚、本実施例では、カシメ角度をA,Bと異なった数値
で設定し説明しているが、４極の回転子において、均等
な位置にカシメを４箇所設置し、隣り合うカシメ形状の
大きさは異なるが、回転軸孔７を挟んで対向するカシメ
の大きさを等しい形状に形成することにより、ロータヨ
ーク端部に固定する鋼板が、180度の回転の場合のみ固
定できる構造も可能である。また、回転軸孔７からのカ
シメの位置を、隣り合うカシメの場合は異なるように形
成し、且つ回転軸孔７を挟んで向かい合うカシメどうし
については等しい位置に形成するようにしても、前記と
同様の結果が得られることは言うまでもない。 また、スロットの２箇所の傾斜部10を等しい傾斜部と
して説明しているが、一方のみの傾斜角度をロータヨー
ク外径の傾斜角度と等しく形成することにより、磁極部
先端と基部とを連結するブリッジの強度を更に強くする
ことが可能である。 図８は、本発明に係る永久磁石回転子の他の実施例で
あって、界磁用永久磁石挿入後の断面図を示している。 ロータヨーク47は、多数のけい素鋼板44からなり、ス
ロット46a,46bは、けい素鋼板44の一つおきの磁極45a,4
5cの基部であって、ロータヨークの回転軸孔７からほぼ
等しい距離の位置に設けられる。これらのスロット46a,
46bには、界磁用永久磁石43a,43bが、互いにＳ極を回転
軸孔７に向けて、挿入される。前記スロット46a,46b
は、その側面部に少なくとも２つの傾斜部40,41を形成
するとともに、前記傾斜部は、大きさを異にして対角線
上で向かい合って設けられており、大きい方の傾斜部40
は、回転軸側に設置している。その他の稜部42には傾斜
部が施されていない。 前記スロット46a,46bに挿入される界磁用永久磁石43
a,43bも、大小の傾斜部が形成されている。また、けい
素鋼板44は、他のけい素鋼板14に対して180度回転させ
て、カシメ48をロータヨーク47の端部に加締めて固定す
る。このとき、界磁用磁石43a,43bは、稜部42に鋼板が
重なることにより、固定される。 ロータヨーク47において、界磁用永久磁石の厚みが厚
い場合、スロット及び磁石の両方の側面部の傾斜部を大
きく形成できるため、堅固に固定することができる。ま
た、磁極45aの先端部と基部とを連結するブリッジ部
は、スロット46a,46bの側面部の傾斜部の大きさを異な
らせることにより、傾斜の大きい方の傾斜部40近傍のブ
リッジ部44aの幅を細くし、小さい傾斜の傾斜部41近傍
のブリッジ44bの幅を太くすることができるようにな
る。 そして、金型で鋼板からブリッジ部を抜くときに、ブ
リッジ部44aを先に抜き、続いてブリッジ44bを抜くこと
により、磁極45a,45cの軸方向の曲がりが極めて少なく
なった。更に好ましくは、傾斜の大きい傾斜部40を回転
軸孔７に向けることにより、傾斜部40を放射方向に向け
る場合よりも、磁極45a及び磁極45cの重心の位置が放射
方向に移って、ブリッジ強度が向上するものである。 更に、界磁用永久磁石43aと界磁用永久磁石43bは、一
方を回転させると他方と同一形状になるので、つまりNS
極、傾斜部40及び傾斜部41の位置が一致するので、界磁
用永久磁石をロータロータヨーク47に挿入にあたって、
一種類の界磁用永久磁石を製作するだけで、しかもスロ
ットの形状に沿って挿入するだけで、Ｎ極、Ｓ極の入れ
違いがない。従って、回転子を容易且つ簡単に製作する
ことができる。 尚、各実施例では、界磁用永久磁石の大きな傾斜部を
２箇所設ける場合を例に採って説明したが、傾斜部は１
箇所又は３箇所でもよく、更には、傾斜部の傾斜角度が
異なっていてもよく、また、すべての磁極のスロット形
状を異ならせてもよい。スロット形状をすべて異なって
形成した場合は、端部に設ける鋼板を、４極の磁極の場
合はその回転角度を90度、180度、270度に設けることに
より、界磁用永久磁石の軸方向の移動を阻止できるとと
もに、磁極部の遠心力による応力の掛り具合が異なるこ
とにより、ロータヨークの強度が向上する。 また、前記実施例においては、ロータヨークの外周に
４つの磁極を形成し、この磁極全部に界磁用永久磁石を
挿入した構造を例に採って説明をしたが、そのような構
造に限られることはない。すなわち、任意の偶数磁極を
形成し、各磁極に界磁用永久磁石を挿入する場合にも適
用される。更に、カシメの形状も、角状のみならず丸形
状の場合にも適用することができる。更にまた、傾斜部
も、図示の実施例では45度の傾斜形状であるが、これに
限られることなく、アール状の面取りでも可能である。
ロータヨークのスロット及び界磁用永久磁石の形状を矩
形状の６面体にて説明しているが、瓦状のスロット形状
及び瓦状の界磁用永久磁石で側面部に傾斜部を形成し、
端部の鋼板を回転させて、スロット形状の違いにより界
磁用磁石の軸方向の固定を行うようにしてもよい。 図９は、本発明に係る永久磁石回転子の他の実施例で
あって、界磁用永久磁石挿入後の断面図を示している。 ロータヨーク58は、多数のけい素鋼板54を金型で抜
き、且つこれらを一体に積層して形成されている。けい
素鋼板54の内部には、スロット56a,56b,56c,56dが、磁
極55a,55b,55c,55dの基部に設けられている。そのう
ち、スロット56a,56cは、回転軸孔７からそれぞれ距離
Ｆの位置に設けられており、また、スロット56b,56d
は、回転軸孔７からそれぞれ距離Ｅの位置に設けられて
いる。距離Ｆと距離Ｅは、異なった寸法に設定されてい
る。尚、スロット56aとスロット56c、並びに、スロット
56bとスロット56dは、回転軸孔７を挟んで向かい合って
いる。 そして、スロット56a,56b,56c,56dの厚み寸法は、す
べて等しく設定されている。更に、前記スロットに挿入
される界磁用永久磁石49a,49b,49c,49dの厚み寸法も等
しく設定されている。また、界磁用永久磁石49a,49b,49
c,49dを無理なく挿入するため、界磁用永久磁石の厚み
（メッキ厚みを含む）とスロットの厚みとの間に、ギャ
ップＨを設けている。 ギャップＨは、通常は0.01〜0.3mmに設定されてい
る。その理由は、次の通りである。すなわち、界磁用永
久磁石、とりわけ希土類永久磁石の場合は、サビ及び冷
媒の浸透による磁束の低下を防ぐため、メッキを施して
いる。このメッキの剥がれを防止し、また、メッキの強
度の低下を防ぐために、前記数値のギャップを設けてい
る。特に界磁用永久磁石のメッキの表面厚みのばらつき
は、界磁用永久磁石の中心より、片側で、0.02mmぐら
い、稜部に厚く設けられる傾向がある。しかし、メッキ
を削る寸法にしてしまうと、削った面から冷媒の浸食が
進み易い。よって、前記ギャップＨは、界磁用永久磁石
の稜部の厚み（メッキ厚みを含む）とスロットの稜部の
厚みの所で、0.01〜0.3mmのギャップを設ける必要があ
る。 また、スロット56a,56cの回転軸孔の中心からの距離
Ｆと、スロット56b,56dの回転軸孔中心からの距離Ｅ
は、磁極の表面磁束密度の差を少なくしておく必要性、
及び、けい素鋼板54を界磁用永久磁石に重ねたことによ
る磁束のリークによる有効磁束の減少の必要性から、ス
ロット位置の差、すなわち、|F−E|は、これを通常0.3m
m〜G/2（Ｇは界磁用永久磁石の厚み）にとどめておき、
好ましくは0.3mm〜G/4に設定する。0.3mm〜G/4に設定す
るのは、前記数値以上にすると、漏れ磁束が多くなっ
て、有効磁束が少なくなり、効率が悪くなるからであ
る。すなわち、界磁用永久磁石の端部の部位で、鋼板が
重なると、重なった鋼板の部分で磁石から磁束がリーク
し、ロータヨークから本来的に流れるべき経路における
有効磁束が大幅に減り、モータ効率降下が起こるもので
ある。 また、けい素鋼板を重ね合わせるとき、前記距離E,F
の寸法差が小さいため、距離E,Fの寸法差を基準にして
スロットの位置を決定するのは困難である。そこで、前
述したリベットを通す空隙のうち、一方のスロット56a,
56cの内側に位置する空隙51aにのみ、溝50を形成するこ
とにより、けい素鋼板を重ね合わせる際の位置決用の目
印としている。これにより、組み立て作業の効率が図ら
れる。このように、本実施例では、回転軸孔からの距離
が遠いスロット又は近い方のスロットのどちらか一方の
近傍に、スロット判別用の印が設けられているものであ
る。 また、溝50は、空隙間の外側の接線上の接点52,接点5
3よりも内部に形成するとよい。これにより、界磁用永
久磁石の磁束の流れを妨げることがない。更に、溝50の
向きにより、けい素鋼板の表裏の判別を行うことができ
ることとなる。溝50は、どのような形状でもよく、ま
た、スロット内部に形成してもよい。スロット内部にス
ロット判別用の印を形成する場合は、好ましくは界磁用
永久磁石の磁束の妨げにならない位置、すなわち、界磁
用永久磁石の中心部で、且つ、回転軸孔７側の点59の箇
所に、形成するとよい。このように、回転軸孔からの距
離が遠いスロット又は近い方のスロットのどちらか一方
に、スロット判別用の印を設けてもよい。 図10は、前記図９に示す状態から、ロータヨーク58の
端部のけい素鋼板54を90度回転させた状態の、界磁用永
久磁石挿入後の断面図を示している。 けい素鋼板54は、カシメにより固定され、空隙51a,51
bには、リベットが挿入される。界磁用永久磁石49aの軸
方向の固定は、ロータヨーク58のスロット56aに対し、9
0度回転することによって回転軸孔７からの距離の差|F
−E|を生じたスロット56dにより、固定される。 また、前記スロット位置の差|F−E|と、スロット厚み
と界磁用永久磁石厚みの差Ｈの関係は、|F−E|≧Ｈの関
係になっている。前記差|F−E|と、差Ｈとの乖離が大き
ければ大きい程、界磁用永久磁石の軸方向の固定が堅固
になる。 前記実施例では、４つのスロットと回転軸孔との距離
は、同極では等しく異極間では異なっているが、これら
４つのすべてスロットにおいて、回転軸孔とスロットま
での距離が異なるように構成してもよい。この場合は、
回転軸孔とスロットまでの距離の最大と最小の差を、1m
m以内に押さえることにより、等しいエネルギー積の界
磁用永久磁石を挿入した場合には、ロータ外径のギャプ
磁束密度がほぼ等しい値を得ることがわかった。また、
各スロット位置が異なることは、ロータヨーク端部に装
着する鋼板を、90度、180度、270度のいずれに回転させ
ても、界磁用永久磁石の軸方向の固定を行うことが可能
となる。 更に、前記実施例では、界磁用永久磁石の性能は等し
いものとして説明しているが、回転軸孔から遠いスロッ
トに保磁力の低い界磁用永久磁石を、また、回転軸孔か
ら近いスロットに当該界磁用永久磁石より保磁力が高い
界磁用永久磁石を、それぞれ挿入することにより、巻線
に電流を流すことにより発生する磁場に対する、界磁用
永久磁石の減磁に対して、抵抗力が高くなる。加えて、
ロータ外形部から伝達される熱の影響に対しても、この
ような配置にすることにより、耐熱性に弱い磁石であっ
てもこれを内部に装着して使用することが可能となる。 図11は、本発明に係る永久磁石回転子の他の実施例で
あって、界磁用永久磁石挿入後の断面図を示している。 ロータヨーク68は、多数のけい素鋼板64を金型で抜
き、且つ一体に積層して形成されており、けい素鋼板64
の内部には、スロット66a,66b,66c,66dが、磁極65a,65
b,65c,65dの基部に設けられている。そのうち、スロッ
ト66a,66bは、回転軸孔７からそれぞれ距離Ｆの位置に
設けられており、スロット66c,66dは、回転軸孔７から
それぞれ距離Ｅの位置に設けられている。スロット66a,
66bの距離Ｆと、スロット66c,66dの距離Ｅは、異なった
距離に設定されている。また、スロット66a,66b,66c,66
dには、それぞれ界磁用永久磁石70a,70b,70c,70dが挿入
されており、スロット66aは、回転軸孔７を挟んでスロ
ット66cと対向し、同様に、スロット66bは、回転軸孔７
を挟んでスロット66dと対向している。 界磁用永久磁石の軸方向の固定は、ロータヨーク68の
端部に、けい素鋼板64を、他のけい素鋼板に対し180度
回転させてカシメ71（71a,71b,71c,71d）により固定さ
れる。そして、けい素鋼板を重ね合わせるとき、前記距
離E,Fの寸法差が小さいため、距離E,Fの寸法差を基準に
してスロットの位置を決定するのは困難である。そこ
で、前記図９及び図10の場合と同様に、スロット66a,66
bの内側に位置する、リベット挿通用の空隙61a,61aのみ
に溝72を形成することにより、つけることにより、けい
素鋼板を重ね合わせる際の位置決用の目印としている。 更に、けい素鋼板の内部において、互いの鋼板を固定
するカシメの数を、磁極数と同等の４箇所にし、そのう
ち、カシメ71aとカシメ71d、及び、カシメ71bとカシメ7
1cの間隔をＡ度、カシメ71aとカシメ71b、及び、カシメ
71cとカシメ71dの間隔をＢ度（Ａ≠B,A＋Ｂ＝180
（度））に設定している。 従って、ロータヨーク端部に、界磁用永久磁石固定用
のけい素鋼板を固定するにあたり、90度回転させて装着
すると、カシメの固定ができないばかりか、界磁用永久
磁石の固定もできない。ところが、180度回転させて装
着すると、スロットの位置のずれにより界磁用磁石の固
定ができ、しかもカシメ固定もすることができる。この
ようにして、ロータヨーク58の端部に装着するけい素鋼
板の適否を、上述したカシメ間の角度の設定により防止
することができる。 尚、前記実施例においては、ロータヨークの外周に４
つの磁極を形成し、この磁極全部に界磁用永久磁石を挿
入した構造のものを例に採って説明したが、本発明は、
前記構造に限られることなく、任意の偶数磁極を形成
し、各磁極に界磁用永久磁石を挿入する場合も適用され
るものである。 図12は、本発明に係る永久磁石回転子を用いたコンプ
レッサを示す分解斜視図である。冷媒とオイルが流通す
る密閉容器21の内部には、圧縮装置（図示を省略）の上
に駆動モータ22が直列に配置されている。 駆動モータ22は、本発明に係る永久磁石回転子と、固
定子30とから構成され、前記固定子30は、固定子鉄心31
と励磁用コイル35から構成されている。 本発明に係る永久磁石回転子は、ロータヨーク２と、
二対の板状の界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dとを有してい
る。前記ロータヨーク２は、両端部に一群のけい素鋼板
4,4を、中央部には他群のけい素鋼板44を、それぞれ積
層して構成され、後に詳述する各鋼板は、１つの順送金
型だけでそれぞれが型抜き形成されている。ロータヨー
ク２の鋼板は、外周面に放射方向に突出した４つの磁極
5a,5b,5c,5dを有している。これら磁極の基部には、界
磁用永久磁石を挿入するスロット6a,6b,6c,6dが設けら
れている。 冷凍サイクル用コンプレッサの組立に際しては、ロー
タヨーク２は、回転軸23への挿入前に、数分加熱され
る。密閉容器21に設置された回転軸23に、加熱したロー
タヨーク２を矢印Ｑの方向に挿入し、ロータヨーク２が
熱い温度を維持している間に界磁用永久磁石3a,3b,3c,3
dを挿入して固定する。そして、バランスウェイト11
を、ロータヨーク２の端部近傍まで圧入する。 前記各構成部品の挿着後、密閉容器21の蓋（図示を省
略）が閉められ、回転軸23を機械的に固定する。更に、
励磁コイル35に高電流を通電することにより、界磁用永
久磁石が着磁され、その後、密閉容器21の内部に温風を
吹きかけて乾燥させ、内部水分を蒸発させる。 このように、回転軸にロータヨークを挿着するに際
し、ロータヨークを加熱することとなるが、この加熱に
より、中心の回転軸孔を膨張させて若干大径となし、熱
いまま回転軸に挿入するので、当該ロータヨークの回転
軸への挿入が容易になされる。そして、ロータヨークが
冷えれば回転軸孔が縮径するので、これによりロータヨ
ークは回転軸に固定される。同様に、ロータヨークが熱
い温度を維持している間に界磁用永久磁石を挿入して固
定するので、つまりロータヨークを加熱してスロットを
拡開しておいて、この広くなったスロットに界磁用永久
磁石を挿入するので、当該磁石の挿入が容易になされ
る。そして、ロータヨークが冷えればスロットが縮径す
るので、これにより界磁用永久磁石はスロットに固定さ
れる。従って、本実施例によれば、余熱を利用して界磁
用永久磁石をロータヨークに固定するようにしたので、
工程時間の短縮が可能になり、また、界磁用磁石の軸方
向の固定具が不要になる。 図13は、界磁用永久磁石の製造工程で用いる型を示す
斜視図である。 型28は、その四方を適度の厚みを有して形成される。
型28の中央部に、界磁用永久磁石３となる磁粉29を挿入
し、図のＳ方向に磁場をかけながら、図のＲ方向から圧
力をかけ、そのまま焼結炉（図示を省略）に1000℃前後
で１〜２時間、熱処理を行い、そして、600℃前後で３
時間、熱処理を行う。その後、冷却した磁石ブロックの
厚み方向L3において、厚みL4にして数枚、切断すると、
界磁用永久磁石３が形成される。界磁用永久磁石の寸法
L1は、型28の寸法L2を有する金型の精度できまるため、
別途の加工をしなくても、精度の良い寸法L1が簡単に得
られる。また、界磁用永久磁石の厚みL4は、切断の精度
に依存し、界磁用永久磁石の長さL5は、Ｒ方向からのプ
レスの荷重の大小に依存する。 図14は、本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子の
断面図である。ここでは、前述したように、ロータヨー
ク２の余熱を利用して、界磁用永久磁石３を挿入した後
の状態を示すものである。 図14（１）は、ロータヨークに界磁用永久磁石が挿入
されているが、けい素鋼板４には固定されていない状態
を示しており、また、図14（２）は、ロータヨークのけ
い素鋼板44に界磁用永久磁石が固定されている状態を示
している。図14（１）において、けい素鋼板４は、外周
面に放射方向に突出した４つの磁極5a,5b,5c,5dを有し
ている。これら磁極の基部には、界磁用永久磁石を貫通
させるスロット6a,6b,6c,6dが設けられており、磁極先
端と磁極基部とを結ぶ箇所にブリッジ4aが存在する。前
記けい素鋼板４においては、スロット6a,6b,6c,6dが長
手方向にやや広く形成されており、従って、ブリッジ4a
は細く製作されている。そのため、スロット6a,6b,6c,6
dの側部と、界磁用永久磁石3a,3b,3c,3dの側部3eとの間
には、僅かな隙間が存在している。 これに対して、図14（２）に示すように、けい素鋼板
44の方は、磁極先端と磁極基部とを結ぶ箇所のブリッジ
44aは、その幅が厚く形成されており、従って、前記け
い素鋼板４の場合とは異なり、スロット側部と磁石側部
との間には隙間は存在していない。そして、前述したよ
うに、ロータヨークを回転軸に挿入させるために加熱さ
れ、その余熱がある間に界磁用永久磁石がスロットに挿
入され、その後、ロータヨークが冷えてスロットが縮径
したときには、界磁用永久磁石の側部3eがスロット6a,6
b,6c,6dの側部と当接して、界磁用永久磁石3a,3b,3c,3d
が、けい素鋼板44に固定される寸法に設けられている。 更に、永久磁石回転子の製造方法として、以下のもの
がある。すなわち、スロット6a,6b,6c,6dと界磁用永久
磁石3a,3b,3c,3dが、すべての接する箇所にて固定され
ない状態に設けられ、そして、回転軸にロータヨークを
挿着するにあたり、ロータヨークを加熱し、この加熱し
たロータヨークを前記回転軸に挿着するものである。 この場合、前記界磁用永久磁石は、磁石ブロックから
所定の厚さ（厚みL4）に加工され、磁石の他の面は磁石
形成金型の型上がりの寸法でよい。磁石の厚さ（厚みL
4）は、熱の影響の有無やモータ性能に大きく関係する
ので、加工精度を高めることが要求される。他方、寸法
L1や長さL5は、公差が大きくても、モータ性能等にあま
り関係しない。従って、スロットの厚みと磁石の厚みの
差よりも、磁石と磁石離脱防止部材（ヨークの端部にお
けるけい素鋼板14,24やその他の部材）との差が大きく
てもよいし、また、前記スロットの厚みと磁石の厚みの
差よりも、スロットの幅と磁石の幅との差の方が大きく
てもよい。 また、前記スロットと前記界磁用永久磁石は、すべて
の接する箇所にて固定されない状態に設けられる態様も
存する。この場合も、界磁用永久磁石は、磁石ブロック
から所定の厚さに加工され、磁石の他の面は磁石形成金
型の型上がりの寸法でよい。そして、界磁用永久磁石
は、着磁された時点で、その吸引力により、スロットに
固定されることとなる。 このように、本実施例においては、ロータヨークを構
成するけい素鋼板を、前記けい素鋼板４及びけい素鋼板
44で構成させることにより、更には、前記鋼板の枚数の
比率を変えることにより、界磁用永久磁石に対する固定
強度を変えることができ、従って、振動等が生じる使用
環境の厳しさに応じて、最適な強度を選択することが適
宜可能となる。また、界磁用永久磁石の寸法も、金型を
適宜なものとすることにより容易に得られるため、製作
コストを安価にすることができる。 更に、本実施例は、界磁用永久磁石が挿入されている
が固定を行っていないけい素鋼板４をロータヨークの軸
方向の両端部に設置し、界磁用永久磁石を固定するけい
素鋼板44をほぼ中央に設置することにより、次のような
利点を有する。すなわち、ロータヨークを焼き嵌め温度
に設定し、該ロータヨークを回転軸に挿入した後におい
ては、両端部に設けたけい素鋼板４よりも、中央部のけ
い素鋼板44の方が、表面温度の降下が遅いために、界磁
用永久磁石の挿入がしやすくなり、且つ、けい素鋼板４
よりも中央部のけい素鋼板44の方がブリッジ幅が厚いた
め、ブロッジ44aの熱降下が遅く、また、歪も少なくな
る。従って、磁極部の先端に変形を与えることなく、界
磁用磁石の固定強度を堅固なものとすることができる。
更に、前記余熱の熱降下の傾きを緩くすることにより、
界磁用永久磁石の挿入可能時間を長くとることが可能と
なる。 また、前記けい素鋼板４と前記けい素鋼板44は、スロ
ットのみ大小相違するだけのため、けい素鋼板44のスロ
ットを抜き、続いて、けい素鋼板４のスロットを抜くこ
とにより、１種類の順送の金型で製作することが可能で
ある。 図15は、界磁用永久磁石の製造工程で用いる型を示す
斜視図である。 この実施例においては、型280は前記の型28（図13参
照）と同様に、その四方を適度の厚みを有して形成され
る。型280の中央部に、界磁用永久磁石103となる磁粉29
0を挿入し、図のＳ方向に磁場をかけながら、図のＲ方
向から圧力をかけ、そのまま焼結炉（図示を省略）に10
00℃前後で１〜２時間、熱処理を行い、そして、600℃
前後で３時間、熱処理を行う。その後、冷却した磁石ブ
ロックの厚み方向L30において、厚みL40にして数枚、切
断し、内外周及び側面を加工すると、扇状の界磁用永久
磁石103が形成される。界磁用永久磁石の寸法L10は、型
280の寸法L20を有する金型の精度できまるため、別途の
加工をしなくても、精度の良い寸法L10が簡単に得られ
る。また、界磁用永久磁石の厚みL40は、切断の精度に
依存し、界磁用永久磁石の長さL50は、Ｒ方向からのプ
レスの荷重の大小に依存する。 図16は、本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子の
断面図である。 本実施例では、前述した扇状の界磁用永久磁石103が
用いられている。 図16（１）は、ロータヨークに界磁用永久磁石が挿入
されているが、けい素鋼板104には固定されていない状
態を示しており、また、図16（２）は、ロータヨークの
けい素鋼板114に界磁用永久磁石が固定されている状態
を示している。図16（１）において、けい素鋼板104
は、外周面に放射方向に４つの磁極105a,105b,105c,105
dを有している。これら磁極の基部には、界磁用永久磁
石を貫通させるスロット106a,106b,106c,106dが設けら
れており、磁極先端と磁極基部とを結ぶ箇所にブリッジ
115が存在する。前記けい素鋼板104においては、ブリッ
ジ115が長く製作されている。更に、界磁用永久磁石103
の角部を斜にカットしており、そのため、スロット106
a,106b,106c,106dの側部と、界磁用永久磁石103のカッ
ト側部116との間には、隙間が存在している。 これに対して、図16（２）に示すように、けい素鋼板
114は、ブリッジ先端118が幅広く形成されており、従っ
て、前記けい素鋼板104の場合とは異なり、スロット側
部と磁石側部との間には隙間は存在していない。そし
て、前述したように、ロータヨークを回転軸に挿入させ
るために加熱され、その余熱がある間に界磁用永久磁石
がスロットに挿入され、その後、ロータヨークが冷えて
スロットが縮径したときには、界磁用永久磁石のカット
側部116がスロット106a,106b,106c,106dの側部と当接し
て、界磁用永久磁石103が、けい素鋼板114に固定される
寸法に設けられている。 このように、本実施例においても、前記図14に示す実
施例の場合と同様に、ロータヨークを構成するけい素鋼
板を、前記けい素鋼板104及びけい素鋼板114で構成させ
ることにより、更には、前記鋼板の枚数の比率を変える
ことにより、界磁用永久磁石に対する固定強度を変える
ことができ、従って、振動等が生じる使用環境の厳しさ
に応じて、最適な強度を選択することが適宜可能とな
る。また、界磁用永久磁石の寸法も、金型を適宜なもの
とすることにより容易に得られるため、製作コストを安
価にすることができる。 更に、本実施例は、界磁用永久磁石が挿入されている
が固定を行っていないけい素鋼板104をロータヨークの
軸方向の両端部に設置し、界磁用永久磁石を固定するけ
い素鋼板114をほぼ中央に設置することにより、前記図1
4の場合と同様の利点を有する。すなわち、ロータヨー
クを焼き嵌め温度に設定し、該ロータヨークを回転軸に
挿入した後においては、両端部に設けたけい素鋼板104
よりも、中央部のけい素鋼板114の方が、表面温度の降
下が遅いために、界磁用永久磁石の挿入がしやすくな
り、且つ、けい素鋼板104よりも中央部のけい素鋼板114
の方が、幅広のブリッジ先端118を備えてブリッジ幅が
厚いため、ブリッジの熱降下が遅く、また、歪も少なく
なる。従って、磁極部の先端に変形を与えることなく、
界磁用磁石の固定強度を堅固なものとすることができ
る。更に、前記余熱の熱降下の傾きを緩くすることによ
り、界磁用永久磁石の挿入可能時間を長くとることが可
能となる。 また、前記けい素鋼板104と前記けい素鋼板114は、ス
ロットのみ大小相違するだけのため、けい素鋼板114の
スロットを抜き、続いて、けい素鋼板104のスロットを
抜くことにより、１種類の順送の金型で製作することが
可能である。

【発明の効果】

本発明は以上説明したように、ロータヨークの磁極の
全磁極又は１つおきの基部に界磁用永久磁石を挿入する
ようにした永久磁石回転子であり、とりわけ界磁用永久
磁石の脱落を防止して、永久磁石回転子の安全性と信頼
性を向上させることができる。 ［図面の簡単な説明］

【図１】 本発明に係る永久磁石回転子を分解して示す
斜視図である。

【図２】 本発明に係る永久磁石回転子の断面図であ
る。

【図３】 本発明に用いるけい素鋼板を90度回転方向に
ずらしたときの断面図である。

【図４】 本発明に用いるけい素鋼板を90度回転方向に
ずらしたときの断面図である。

【図５】 本発明に係る永久磁石回転子の断面図であ
る。

【図６】 本発明に係る永久磁石回転子の断面図であ
る。

【図７】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子の
断面図である。

【図８】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子の
断面図である。

【図９】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子の
断面図である。

【図１０】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子
の断面図である。

【図１１】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子
の断面図である。

【図１２】 本発明に係る永久磁石回転子を用いたコン
プレッサを示す分解斜視図である。

【図１３】 界磁用永久磁石の製造工程で用いる型を示
す斜視図である。

【図１４】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子
の断面図である。

【図１５】 界磁用永久磁石の製造工程で用いる型を示
す斜視図である。

【図１６】 本発明の他の実施例に係る永久磁石回転子
の断面図である。

【図１７】 従来の永久磁石回転子を分解して示す斜視
図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−133479（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−292688（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−83892（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−156243（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−138042（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−71342（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−79737（ＪＰ，Ａ) 国際公開92／7409（ＷＯ，Ａ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02K 1/27

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転子のヨークは多数の鋼板を積層して形
   成され、外周上に2n倍（ｎは正整数）の磁極を有し、回
   転軸孔からほぼ等しい距離の全磁極又は１つおきの基部
   にスロットを備え、このスロットには界磁用永久磁石を
   挿入してなる永久磁石回転子において、 前記各鋼板は同一形状に形成され、且つ、１つの鋼板の
   各スロットは、その開口形状を前記界磁用永久磁石に適
   合する大きさに形成されるとともに、１つ又は複数のス
   ロットは、他のスロットに対して回転軸孔からの距離が
   異なって形成され、 更に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１枚
   が、他の積層された鋼板に対しスロット位置の位相を違
   えて配置され、この異なる位相のスロットを備えた鋼板
   により、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻
   止していることを特徴とする永久磁石回転子。
2. 【請求項２】前記各鋼板は全磁極にスロットを有し、且
   つ、Ｎ極同士又はＳ極同士の磁極のスロットが、回転軸
   孔からの距離が等しく、Ｎ極とＳ極の磁極の双方のスロ
   ットが、回転軸孔からの距離が異なる場合に、前記ヨー
   クの端部における鋼板の少なくとも１枚を、他の積層さ
   れた鋼板に対し、（360゜/2n）回転させて配置したこと
   を特徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。
3. 【請求項３】前記各鋼板は全磁極にスロットを有し、且
   つ、Ｎ極同士又はＳ極同士の磁極のスロットが、回転軸
   孔からの距離が異なり、Ｎ極とＳ極の磁極のスロットが
   １組、回転軸孔からの距離が等しい場合に、前記ヨーク
   の端部における鋼板の少なくとも１枚を、他の積層され
   た鋼板に対し、（720゜/2n）回転させて配置したことを
   特徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。
4. 【請求項４】前記各鋼板が全磁極にスロットを有し、且
   つ、全磁極のスロットが、回転軸孔からの距離が異なる
   場合に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１
   枚を、他の積層された鋼板に対し、（360゜×m/2n）回
   転させて配置したこと（但し、ｍは１〜ｎの整数）を特
   徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。
5. 【請求項５】前記各鋼板が１つおきの磁極にスロットを
   有し、且つ、Ｎ極同士又はＳ極同士の磁極のスロット
   が、回転軸孔からの距離が等しい場合に、前記ヨークの
   端部における鋼板の少なくとも１枚を、他の積層された
   鋼板に対し、（360゜/2n）回転させて配置したことを特
   徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。
6. 【請求項６】前記各鋼板が１つおきの磁極にスロットを
   有し、且つ、ある磁極と、これに対し（ｎ−２）離れた
   磁極の双方のスロットが、回転軸孔からの距離が等しい
   場合に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１
   枚を、他の積層された鋼板に対し、（360゜/2n）回転さ
   せて配置したことを特徴とする請求項１記載の永久磁石
   回転子。
7. 【請求項７】前記各鋼板が１つおきの磁極にスロットを
   有し、且つ、全磁極のスロットの回転軸孔からの距離が
   異なる場合に、前記ヨークの端部における鋼板の少なく
   とも１枚を、他の積層された鋼板に対し、（360゜×m/2
   n）回転させて配置したこと（但し、ｍは１〜ｎの整
   数）を特徴とする請求項１記載の永久磁石回転子。
8. 【請求項８】回転子のヨークは多数の鋼板を積層して形
   成され、外周上に2n倍（ｎは正整数）の磁極を有し、回
   転軸孔からほぼ等しい距離の全磁極又は１つおきの基部
   にスロットを備え、このスロットには界磁用永久磁石を
   挿入してなる永久磁石回転子において、 前記各界磁用永久磁石は同一形状に形成され、且つ、長
   手方向に１つ又は複数の傾斜部を備え、 前記各鋼板は同一形状に形成され、且つ、１つの鋼板の
   各スロットは、その開口形状を前記界磁用永久磁石に適
   合する大きさに形成されるとともに、１つ又は複数のス
   ロットは他のスロットに対して、界磁用永久磁石の前記
   傾斜部に対応する傾斜部の位置が異なって形成され、 更に、前記ヨークの端部における鋼板の少なくとも１枚
   が、他の積層された鋼板に対しスロット位置の位相を違
   えて配置され、この異なる位相のスロットを備えた鋼板
   により、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻
   止していることを特徴とする永久磁石回転子。
9. 【請求項９】回転子のヨークは多数の鋼板を積層して形
   成され、外周上に2n倍（ｎは正整数）の磁極を有し、回
   転軸孔からほぼ等しい距離の全磁極又は１つおきの基部
   にスロットを備え、このスロットには界磁用永久磁石を
   挿入してなる永久磁石回転子において、 前記スロットの回転軸孔からの距離は、隣合うスロット
   のうちの一方のスロットの回転軸孔からの距離とは等し
   く形成され且つ回転軸孔を挟んで向い合うスロットの回
   転軸孔からの距離とは異なって形成され、回転軸孔から
   の距離が遠いスロット又は近い方のスロットのどちらか
   一方に、スロット判別用の印が設けられており、更に、
   前記ヨークの少なくとも片方の端部は、前記鋼板が90度
   又は180度回転して装着され、前記回転して装着された
   前記鋼板のスロットの形状が他の鋼板のスロットの形状
   と相違して、界磁用永久磁石がスロットから離脱するの
   を阻止していることを特徴とする永久磁石回転子。
10. 【請求項１０】回転子のヨークは多数の鋼板を積層して
    形成され、外周上に４極の磁極を有し、磁極の基部にス
    ロットを備え、このスロットには界磁用永久磁石を挿入
    してなる永久磁石回転子において、 前記スロットの回転軸孔からの距離は、（|F−E|）≧Ｈ
    （E,Fは各スロットと回転軸孔からの距離、Ｈはスロッ
    ト厚みと磁石厚みとの差）に設定され、前記ヨークの少
    なくとも片方の端部は、前記鋼板が90度又は180度回転
    して装着され、前記回転して装着された前記鋼板のスロ
    ットの形状が他の鋼板のスロットの形状と相違して、界
    磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻止している
    ことを特徴とする永久磁石回転子。
11. 【請求項１１】回転子のヨークは多数の鋼板を積層して
    形成され、外周上に４極の磁極を有し、磁極の基部にス
    ロットを備え、このスロットには界磁用永久磁石を挿入
    してなる永久磁石回転子において、 前記鋼板に、回転軸孔を挟んで向い合う一対のカシメを
    ２組４箇所設置し、前記カシメ間の角度をA,Bとし、Ａ
    ＋Ｂ＝180（度）（Ａ≠Ｂ）に設定し、 更に、前記ヨークの少なくとも片方の端部は、前記鋼板
    が180度回転して装着され、前記回転して装着された前
    記鋼板の、（１）スロットの形状、又は、（２）回転軸
    孔からのスロットの距離が、他の鋼板のものと相違し
    て、界磁用永久磁石がスロットから離脱するのを阻止し
    ていることを特徴とする永久磁石回転子。