JP3769943B2

JP3769943B2 - Permanent magnet rotor

Info

Publication number: JP3769943B2
Application number: JP23528998A
Authority: JP
Inventors: 能成浅野; 正行神藤
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-08-21
Filing date: 1998-08-21
Publication date: 2006-04-26
Anticipated expiration: 2018-08-21
Also published as: JP2000069695A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石をロータコア内部に埋設することにより、逆突極性または順突極性を持たせ、マグネットトルクのみならず、リラクタンストルクをも利用することにより、高い効率を実現できる永久磁石の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータコア内部に永久磁石を埋設した永久磁石ロータのロータコアは、同一形状のロータコアシートを同一方向に積層してなっていた。図１１に、筆者らが発明した従来の永久磁石ロータ（特願平９−１９５３７９号公報）の断面図を示す。
【０００３】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア５０内部に永久磁石５１を埋設し、この永久磁石の端面に接するように長穴部５３を設けた永久磁石ロータである。長穴部５３は、永久磁石埋設用打ち抜き穴５２と連続してなり、その形状は全積厚にわたって同一である。ロータコア５０の端部には端版（図示せず）を設け、貫通穴５４にリベットピンを通すことにより固定し、シャフト穴５５にシャフトを圧入し、シャフトを中心に回転する。
【０００４】
ロータコア内部に永久磁石を埋設することにより、永久磁石飛散防止のための管が不要であり、磁気的エアギャップを小さくできるほか、管に流れる渦電流による損失を低減できる。また、構造の逆突極性に起因してリラクタンストルクを利用することができるため、効率の高いモータを提供することができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の永久磁石ロータにおいては、音，振動を抑えるため、スキューを行うことが極めて困難であった。特に、焼結磁石をロータコアに埋設する場合、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくする以外、ロータコアのスキューは不可能で、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくする以外、ロータのスキューは不可能である。しかしながら、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくすると、永久磁石の磁極面とロータコアの間にエアギャップができ、パーミアンスを低下させ、効率を低下させる。したがって、ロータコア内部に永久磁石を埋設した永久磁石ロータにおいて、音，振動を低減するのは困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、永久磁石埋設用打ち抜き穴の形状は同一で、永久磁石のロータコアシート面における端部、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように設けられた長穴部の形状を変化させることにより、音，振動を低減することを可能とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項１または請求項２記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００１２】
本発明の請求項６に記載の発明は、ｎ＝１である請求項４または請求項５記載の永久磁石ロータであって、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００１３】
本発明の請求項７に記載の発明は、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項４または請求項５または請求項６記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項８に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００１５】
本発明の請求項９に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００１６】
本発明の請求項１０に記載の発明は、ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項８または請求項９記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１７】
本発明の請求項１１に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１８】
本発明の請求項１２に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ²）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００１９】
本発明の請求項１３に記載の発明は、ｎ＝１である請求項１１または請求項１２記載の永久磁石ロータであって、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００２０】
本発明の請求項１４に記載の発明は、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部のロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項１１または請求項１２または請求項１３記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項１５に記載の発明は、形状の異なるロータコアシートまたは、異なる角度のロータコアシートを積層したもののうち、積厚方向の端部に位置するロータコアシートの積厚が、他の部分の積厚より０．５mm〜２．５mm厚く積層された請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３または請求項１４記載の永久磁石ロータであって、ロータ積厚方向の端面の磁束の漏れを考慮し、効果的に音，振動を低減することができる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
図１は第１の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図２は第１の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。図３は、第１の実施例における永久磁石ロータのコギングトルクおよびトルクリップルの低減原理を説明する図である。
【００２３】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ内部に永久磁石１１を埋設し、この永久磁石１１の端面に接するように長穴部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを設けた４極の永久磁石ロータである。ロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊが４通りの値を取り、ステータスロット数が、１２（＝４×３）であり、分布巻のとき、θｊ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれ９０°ずつ回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の長穴部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θ’ｊ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°であり、θｊ＋θ’ｊ＝３０°となる。これにより、ロータコアを積層したとき、ある磁極のロータ回転前進側または後進側の長穴部の形状は、計４通りできることになる。なお、θｊおよびθ’ｊそれぞれの順序は特に問わない。
【００２４】
以下、図３を用いて、トルクリップルを低減する原理について説明する。図３は、磁極の境界部の同一ロータ位置における長穴部とステータティースとの関係を示している。磁極面１９から出た磁束は、回転方向Ｒに向かって長穴部１３ｃに沿ってステータティース１７にわたる。しかし、ステータにはスロット１８が存在するため、スロット部は磁気抵抗が大きくなる。長穴部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとスロットとの位置関係は、ロータ同位置において４通りあり、長穴部先端部とスロットとの位置関係は、ティース間の間隔を４等分したものである。したがって、長穴先端部からステータティースにわたる磁束は、７．５°毎にスロットを通過するため、長穴部がすべて同一形状の時、３０°毎にスロットを通過する場合と比較しリップル数は４倍となり、リップル量はおよそ１／４に低減されることになる。また、前記特願平９−１９５３７９号公報にて説明している通り、θｊ＋θ’ｊ＝３０°（＝１２０／４）であるとき、トルクが最大となり、コギングトルクが極小となる。また、長穴部の存在により、永久磁石の正磁極面から負磁極面に短絡する磁束量を低減することが可能である。
【００２５】
本構成は、ロータコア形状が１種類でよく、金型費用等も有利である。また、永久磁石数を増やすことなく、容易に擬似的にスキューを施すことができ、音，振動を低減することが可能である。
【００２６】
なお、ここで磁極境界は９０°毎で等間隔であるとし、ステータティース間隔も等間隔である。また、θｊおよびθ’ｊが最小の場合、長穴部にまで永久磁石が存在してもかまわない。
【００２７】
なお、積厚方向の両端は、磁束が漏れたりするため、異なる角度のロータコアシートを積層したもののうち、積厚方向の端部に位置するロータコア１０ａ，１０ｄの積厚が、他の部分１０ｂ，１０ｃの積厚より若干厚めに積層するとよい。積厚や磁石形状の寸法公差などを考え、積厚差は０．５mm以上、漏れ磁束量を考慮すると２．５mm以下が望ましい。
【００２８】
（実施例２）
図４は第２の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図５は第２の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。図６は第２の実施例における永久磁石ロータのコギングトルクおよびトルクリップルの低減原理を説明する図である。
【００２９】
構成および作用について、実施例１と同様の内容については、省略する。
ロータコア２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、長穴部の形状の違いにより４種類ある。ステータスロット数は６（＝４×３／２）であり、突極集中巻である。
【００３０】
長穴部の形状は、１種類のロータコアにおいては、永久磁石のロータ回転の前進側または後進側それぞれにおいて、４磁極とも同一形状である。ロータコアのロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉが４通りの値を取り、θｉ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｉ種目のロータコアにあるロータ回転後進側の長穴部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θ’ｉ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°であり、θｉ＋θ’ｉ＝３０°となる。
【００３１】
これにより、ロータコアを積層したとき、ある磁極のロータ回転前進側または後進側の長穴部の形状は、計４通りできることになる。なお、θｉおよびθ’ｉそれぞれの順序は特に問わない。
【００３２】
以下、図６を用いて、トルクリップルを低減する原理について説明する。図６は、ある磁極の同一ロータ位置における長穴部とステータティースとの関係を示している。磁極面２９ａから出た磁束は、回転方向Ｒに向かって長穴部２３ｄに沿って、ステータティース２７ａまたは２７ｃにわたる。しかし、ステータにはスロット２８が存在するため、スロット部は磁気抵抗が大きくなる。同様に、磁極面２９ｂから出た磁束は、回転方向Ｒに向かって長穴部２３ｄに沿って、ステータティース２７ｂにわたる。これは、磁極面２９ａに接する長穴部とステータティースとの位置関係と、３０°ずれている。同様に、長穴部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとスロットとの位置関係は、ロータ同位置において８通りあり、長穴部先端部とスロットとの位置関係は、ティース間の間隔を８等分したものである。したがって、長穴先端部からステータティースにわたる磁束は、７．５°毎にスロットを通過するため、長穴部がすべて同一形状の時、３０°毎にスロットを通過する場合と比較し、リップル数は４倍となり、リップル量はおよそ１／４に低減されることになる。また、前記特願平９−１９５３７９号公報にて説明している通り、θｉ＋θ’ｉ＝３０°（＝１２０／４）であるとき、トルクが最大となりコギングトルクが極小となる。また、長穴部の存在により永久磁石の正磁極面から負磁極面に短絡する磁束量を低減することが可能である。
【００３３】
また、同一コアシート内で、各磁極毎に長穴部の形状は同一であり、半径方向のアンバランスが発生しない。
【００３４】
（実施例３）
図７は第３の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図８は第３の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。
【００３５】
構成および作用について、実施例２と同様の内容については省略する。
永久磁石１１の端面に近接した位置のロータ外周に、切り欠き３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを設けた４極の永久磁石ロータである。
【００３６】
ロータコア３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、切り欠きの位置の違いにより４種類ある。ステータスロット数は６（＝４×３／２）または１２（＝４×３）である。
【００３７】
切り欠きの位置は、１種類のロータコアにおいては、永久磁石のロータ回転の前進側または後進側それぞれにおいて、４磁極とも同一位置である。ロータコアのロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠きの端部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉが４通りの値を取り、θｉ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｉ種目のロータコアにあるロータ回転後進側の切り欠きの端部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θ’ｉ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°であり、θｉ＋θ’ｉ＝３０°となる。
【００３８】
作用および効果については、実施例２と同様であるので省略する。
本構成においては、永久磁石端部が切り欠きの奥にあり、減磁界がかかりにくいため、減磁耐力に優れているといえる。
【００３９】
（実施例４）
図９は第４の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図１０は第４の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。
【００４０】
構成および作用について、実施例１と同様の部分については省略する。
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア４０ａ，４０ｂ内部に永久磁石４１ａ，４２ｂを埋設し、この永久磁石４１ａ，４１ｂのロータ回転前進側の端面に接するように長穴部４３ａ，４３ｂを設けた４極の永久磁石ロータである。長穴部４３ａ，４３ｂは、４極のうち２極分だけ設けられている。
【００４１】
１極当りの永久磁石をロータ半径方向に２分割し、外周側の永久磁石４１ａおよび内周側の永久磁石４１ｂのそれぞれの端部がロータ外周に近接する位置まで伸びたように構成することにより、突極比を向上させリラクタンストルクを大きくすることができる（特開平８−３３１７８３号公報）。また、ロータの回転の前進側に位置する永久磁石の端部の間隔を、ロータの回転の後進側に位置する永久磁石の端部の間隔より大きくすることにより、特定箇所での磁束の密集を緩和させ鉄損を減じることができる（特開平８−３３６２４６号公報）。
【００４２】
ロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部４３ａ，４３ｂの磁極境界からの角度をθ２，δ２としたとき、外周側の永久磁石４１ａについてはθ２＝３１°、内周側の永久磁石４１ｂについてはδ２＝１７°である。また、隣接する磁極のロータ回転前進側には長穴部がなく、磁極のロータ回転前進側のロータ外周部に近接する部分の、磁極境界からの角度θ１，δ１は、外周側の永久磁石４１ａについてはθ１＝２３．５°、内周側の永久磁石４１ｂについてはδ１＝９．５°である。ステータスロット数が、２４（＝４×６）であり、分布巻のとき、θｊ＝１６＋６０・ｊ・２／（４²）、δｊ＝２＋６０・ｊ・２／（４²）が成り立つ。それぞれ９０°ずつ回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略１／２倍ずつ積層してなる。
【００４３】
効果については、実施例１と同様であるので省略する。
なお、上記の実施例においては、４極の永久磁石モータについて説明したが、極数、ロータコアや永久磁石の形状、ステータの形状などはこれらに限定されることなく、本発明の主旨にしたがって種々の変形が可能であり、これらを発明の範囲から排除するものではない。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように請求項１および請求項２に記載の発明によれば、ロータ磁極間の磁束の漏れを低減させつつ、半径方向にアンバランスを発生することなく、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００４５】
請求項３に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００４６】
請求項４および請求項５に記載の発明によれば、ロータ磁極間の磁束の漏れを低減させつつ、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００４７】
請求項６に記載の発明によれば、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００４８】
請求項７に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００４９】
請求項８および請求項９に記載の発明によれば、減磁耐力を向上させつつ、半径方向にアンバランスを発生することなく、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００５０】
請求項１０に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００５１】
請求項１１および請求項１２に記載の発明によれば、減磁耐力を向上させつつ、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００５２】
請求項１３に記載の発明によれば、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００５３】
請求項１４に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００５４】
請求項１５に記載の発明によれば、ロータ積厚方向の端面の磁束の漏れを考慮し、効果的に音，振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図３】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの原理を説明する図
【図４】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図５】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図６】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの原理を説明する図
【図７】本発明の第３の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図８】本発明の第３の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図９】本発明の第４の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図１０】本発明の第４の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図１１】従来の永久磁石ロータの断面図
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄロータコア
１１永久磁石
１２永久磁石埋設用打ち抜き穴
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ長穴部
１４リベットピン用穴
１５シャフト用穴
１７ティース
１８スロット
１９磁極面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention provides a permanent magnet structure that can achieve high efficiency by embedding a permanent magnet in the rotor core so as to have reverse saliency or forward saliency and using not only magnet torque but also reluctance torque. About.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a rotor core of a permanent magnet rotor in which a permanent magnet is embedded in a rotor core has been formed by laminating rotor core sheets having the same shape in the same direction. FIG. 11 shows a cross-sectional view of a conventional permanent magnet rotor invented by the authors (Japanese Patent Application No. 9-195379).
[0003]
This is a permanent magnet rotor in which a permanent magnet 51 is embedded in a rotor core 50 formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and a long hole 53 is provided so as to be in contact with the end face of the permanent magnet. The elongated hole portion 53 is continuous with the permanent magnet embedding punching hole 52, and the shape thereof is the same throughout the entire thickness. An end plate (not shown) is provided at the end of the rotor core 50, fixed by passing a rivet pin through the through hole 54, the shaft is press-fitted into the shaft hole 55, and is rotated around the shaft.
[0004]
By embedding permanent magnets in the rotor core, a tube for preventing permanent magnets from scattering is unnecessary, and the magnetic air gap can be reduced, and loss due to eddy current flowing in the tube can be reduced. Moreover, since the reluctance torque can be utilized due to the reverse saliency of the structure, a highly efficient motor could be provided.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional permanent magnet rotor as described above, it is extremely difficult to perform skew in order to suppress sound and vibration. In particular, when embedding a sintered magnet in the rotor core, the rotor core cannot be skewed except for increasing the permanent magnet embedding punch hole, and the rotor skew cannot be performed except for increasing the permanent magnet embedding punch hole. . However, if the punching hole for embedding the permanent magnet is enlarged, an air gap is formed between the magnetic pole surface of the permanent magnet and the rotor core, which reduces permeance and reduces efficiency. Therefore, it has been difficult to reduce sound and vibration in a permanent magnet rotor having a permanent magnet embedded in the rotor core.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve this problem, the present invention has the same shape of the permanent magnet embedding punch hole, and is provided so as to be in contact with the end of the rotor core sheet surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, or the end of the negative electrode surface. By changing the shape of the long hole, the sound and vibration can be reduced.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
According to the first aspect of the present invention, a permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the end surface of the permanent magnet, the end portion of the positive electrode surface, or A permanent magnet rotor having a long hole portion in contact with the end portion of the negative electrode surface, and a rotor core having a different θi when the angle from the magnetic pole boundary of the long hole portion on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is θi When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θi = θ0 + 120 · i / (P · N) (θ0 is 0 ≦ In a permanent magnet rotor having a constant in a range where θi ≦ 120 / P, i = 1, 2,..., N), and a permanent magnet rotor having a permanent magnet embedded in the rotor core, a pseudo skew is generated. Apply It is possible to become possible, sound, to reduce vibration.
[0008]
According to the second aspect of the present invention, a permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, or A permanent magnet rotor having a long hole portion in contact with the end portion of the negative electrode surface, and a rotor core having a different θi when the angle from the magnetic pole boundary of the long hole portion on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is θi When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 6P, θi = θ0 + 60 · i / (P · N) (θ0 is 0 ≦ θi ≦ 120 / A permanent magnet rotor having a constant in the range of P, i = 1, 2,..., N), in which permanent magnets are embedded in the rotor core, can be artificially skewed. And , It is possible to reduce the vibration.
[0009]
According to the third aspect of the present invention, when the angle from the magnetic pole boundary of the long hole portion of the i-th type rotor core sheet on the rotor rotation backward side of the rotor magnetic pole is θ′i, θi + θ′i = 120 The permanent magnet rotor according to claim 1 or 2, wherein the permanent magnet rotor is suitable for 120 ° energization, can generate a high torque by concentrating the magnetic flux at an electrical angle of 120 °, and is high. Efficiency can be realized.
[0010]
The invention according to claim 4 of the present invention embeds a permanent magnet inside a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, Alternatively, a permanent magnet rotor provided with a long hole portion in contact with the end of the negative electrode surface, where θj is P when the angle from the magnetic pole boundary of the long hole portion on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is defined as θj / N values, each value is periodically repeated n times, and when the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θj = θ0 + 120 · j · n / (P ² ) (Θ0 is a constant in the range of 0 ≦ θj ≦ 120 / P, j = 1, 2,..., P / n, n is a natural number less than or equal to P / 2), and rotated 360 · j / P degrees A permanent magnet rotor in which rotor cores are laminated approximately n / P times the rotor stack thickness, and can be artificially skewed with one type of rotor core sheet to reduce sound and vibration Is possible.
[0011]
The invention according to claim 5 of the present invention embeds a permanent magnet inside a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, Alternatively, a permanent magnet rotor provided with a long hole portion in contact with the end of the negative electrode surface, where θj is P when the angle from the magnetic pole boundary of the long hole portion on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is defined as θj / N values are taken, and each value is periodically repeated n times. When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 6P, θj = θ0 + 60 · j · n / (P ² ) (Θ0 is a constant satisfying 0 ≦ θj ≦ 120 / P, j = 1, 2,..., P / n, n is a natural number of P / 2 or less), and the rotor core rotated 360 · j / P degrees These are permanent magnet rotors that are stacked approximately n / P times the rotor stack thickness, and can be artificially skewed with one type of rotor core sheet, reducing noise and vibration It is.
[0012]
The invention according to claim 6 of the present invention is the permanent magnet rotor according to claim 4 or 5, wherein n = 1, and can effectively reduce sound and vibration.
[0013]
According to the seventh aspect of the present invention, from the magnetic pole boundary of the elongated hole portion on the rotor rotation backward side of the rotor magnetic pole adjacent to the rotor rotation advance side of the elongated hole portion on the jth rotor rotation advance side. The permanent magnet rotor according to claim 4, wherein θj + θ′j = 120 / P where θ′j is an angle of θ′j, which is particularly suitable for 120 ° energization, By concentrating at an angle of 120 °, high torque can be generated and high efficiency can be realized.
[0014]
The invention according to claim 8 of the present invention embeds a permanent magnet inside a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, Alternatively, the permanent magnet rotor is provided with a notch on the outer periphery of the rotor at a position close to the end of the negative electrode surface, and the angle of the notch on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole from the magnetic pole boundary is θi. When the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θi = θ0 + 120 · i / (P · N ) (Θ0 is a constant in the range of 0 ≦ θi ≦ 120 / P, i = 1, 2,..., N), and the permanent magnet rotor has a permanent magnet embedded in the rotor core. Artificially becomes possible to perform the skew, sound, it is possible to reduce vibration.
[0015]
The invention according to claim 9 of the present invention embeds a permanent magnet inside a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, the end face of this permanent magnet, the end of the positive electrode face, Alternatively, the permanent magnet rotor is provided with a notch on the outer periphery of the rotor at a position close to the end of the negative electrode surface, and the angle of the notch on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole from the magnetic pole boundary is θi. When there are N types of rotor core sheets with different θi, each formed with substantially the same thickness, the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 6P, θi = θ0 + 60 · i / (P · N) (θ0 is In a permanent magnet rotor having a constant in the range of 0 ≦ θi ≦ 120 / P, i = 1, 2,..., N), in which a permanent magnet is embedded in the rotor core, Suku It is possible to the applied sound, it is possible to reduce vibration.
[0016]
In the invention according to claim 10 of the present invention, when the angle from the magnetic pole boundary of the notch end portion of the i-th rotor core sheet on the reverse side of the rotor rotation of the rotor magnetic pole is θ′i, θi + θ′i = The permanent magnet rotor according to claim 8 or claim 9, wherein the permanent magnet rotor is 120 / P, particularly suitable for 120 ° energization, and a high torque can be generated by concentrating the magnetic flux at an electrical angle of 120 °, High efficiency can be realized.
[0017]
The invention according to claim 11 of the present invention embeds a permanent magnet inside a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, Alternatively, the permanent magnet rotor is provided with a notch on the outer periphery of the rotor at a position close to the end of the negative electrode surface, and the angle from the notch end of the rotor magnetic pole on the rotor rotation advance side from the magnetic pole boundary is θj. When θj takes P / n values, each value is periodically repeated n times, and when the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θj = θ0 + 120 · j · n / (P ² ) (Θ0 is a constant satisfying 0 ≦ θj ≦ 120 / P, j = 1, 2,..., P / n, n is a natural number of P / 2 or less), and the rotor core rotated 360 · j / P degrees These are permanent magnet rotors that are stacked approximately n / P times the rotor thickness respectively, and are particularly suitable for 120 ° energization and can generate high torque by concentrating the magnetic flux at an electrical angle of 120 °. High efficiency can be realized.
[0018]
The invention according to claim 12 of the present invention embeds a permanent magnet inside a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, Alternatively, the permanent magnet rotor is provided with a notch on the outer periphery of the rotor at a position close to the end of the negative electrode surface, and the angle from the notch end of the rotor magnetic pole on the rotor rotation advance side from the magnetic pole boundary is θj. When θj takes P / n values, each value is periodically repeated n times, the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 6P, θj = θ0 + 60 · j · n / (P ² ) (Θ0 is a constant in the range of 0 ≦ θj ≦ 120 / P, j = 1, 2,..., P / n, n is a natural number less than or equal to P / 2), and rotated 360 · j / P degrees A permanent magnet rotor in which rotor cores are laminated approximately n / P times the rotor stack thickness, and can be artificially skewed with one type of rotor core sheet to reduce sound and vibration Is possible.
[0019]
A thirteenth aspect of the present invention is the permanent magnet rotor according to the eleventh or twelfth aspect in which n = 1, and can effectively reduce sound and vibration.
[0020]
According to a fourteenth aspect of the present invention, from the magnetic pole boundary of the rotor magnetic pole adjacent to the rotor rotation advance side of the slot portion on the j-th rotor rotation advance side, the notch end portion on the rotor rotation reverse side. The permanent magnet rotor according to claim 11, 12 or 13, wherein θj + θ'j = 120 / P, where θ′j is an angle of θ′j. By concentrating at an angle of 120 °, high torque can be generated and high efficiency can be realized.
[0021]
According to the fifteenth aspect of the present invention, among the laminated rotor core sheets having different shapes or rotor core sheets having different angles, the thickness of the rotor core sheet positioned at the end in the stacking direction is different from that of the other portion. Claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4 or claim 5 or claim 6 or claim 7 or claim 8 or claim 9 or laminated to a thickness of 0.5 mm to 2.5 mm thicker than the stack thickness. The permanent magnet rotor according to claim 10, claim 11, claim 12, claim 13, or claim 14, wherein the leakage of magnetic flux at the end face in the rotor stacking thickness direction is taken into account, and sound and vibration are effectively reduced. can do.
[0022]
【Example】
Example 1
FIG. 1 is an exploded perspective view of a permanent magnet rotor in the first embodiment. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the permanent magnet rotor in the first embodiment. FIG. 3 is a diagram for explaining the principle of cogging torque and torque ripple reduction of the permanent magnet rotor in the first embodiment.
[0023]
Permanent magnets 11 are embedded in rotor cores 10a, 10b, 10c, 10d formed by laminating substantially circular rotor core sheets made of punched electromagnetic steel plates, and elongated holes 13a, 13b are in contact with the end surfaces of the permanent magnets 11. , 13c, 13d, 16a, 16b, 16c, 16d are four-pole permanent magnet rotors. When the rotor rotation direction is R, θj takes four values when the angle from the magnetic pole boundary of the long holes 13a, 13b, 13c, 13d on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is θ, and the status lot The number is 12 (= 4 × 3), and in the case of distributed winding, θj = 3.75 °, 11.25 °, 18.75 °, 26.25 °, and the rotor core rotated by 90 ° each. Are laminated by approximately 1/4 times the rotor stack thickness. Further, the angle of the rotor magnetic pole adjacent to the rotor rotation advance side of the jth rotor rotation advance side on the rotor rotation advance side from the magnetic pole boundary of the rotor rotation reverse side oblong portions 16a, 16b, 16c, 16d is θ When “j” is set, θ′j = 26.25 °, 18.75 °, 11.25 °, 3.75 °, and θj + θ′j = 30 °. As a result, when the rotor cores are stacked, the shape of the long hole portion on the rotor rotation forward side or reverse side of a certain magnetic pole can be made in a total of four ways. The order of θj and θ′j is not particularly limited.
[0024]
Hereinafter, the principle of reducing torque ripple will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows the relationship between the elongated hole portion and the stator teeth at the same rotor position at the boundary portion of the magnetic pole. The magnetic flux emitted from the magnetic pole surface 19 extends in the stator teeth 17 along the elongated hole portion 13c in the rotation direction R. However, since the slot 18 exists in the stator, the magnetic resistance of the slot portion is increased. There are four positional relationships between the slots 13a, 13b, 13c, 13d and the slot at the same position of the rotor, and the positional relationship between the slot end and the slot is obtained by dividing the interval between the teeth into four equal parts. is there. Therefore, since the magnetic flux extending from the tip of the elongated hole to the stator teeth passes through the slot every 7.5 °, the number of ripples is smaller than when passing through the slot every 30 ° when all the elongated holes have the same shape. The ripple amount will be reduced to about ¼ by a factor of four. Further, as described in Japanese Patent Application No. 9-195379, when θj + θ′j = 30 ° (= 120/4), the torque becomes maximum and the cogging torque becomes minimum. In addition, the presence of the elongated hole portion can reduce the amount of magnetic flux that is short-circuited from the positive magnetic pole surface of the permanent magnet to the negative magnetic pole surface.
[0025]
In this configuration, only one type of rotor core shape is required, and the mold cost is advantageous. Further, it is possible to easily artificially skew without increasing the number of permanent magnets, and to reduce sound and vibration.
[0026]
Here, the magnetic pole boundaries are equally spaced every 90 °, and the stator teeth are equally spaced. Further, when θj and θ′j are minimum, a permanent magnet may exist up to the long hole portion.
[0027]
In addition, since magnetic flux leaks at both ends in the stacking direction, the stack thickness of the rotor cores 10a and 10d positioned at the end in the stacking direction is the other portion 10b, It is good to laminate a little thicker than the thickness of 10c. Considering the stack thickness and the dimensional tolerance of the magnet shape, the stack thickness difference is preferably 0.5 mm or more, and considering the amount of magnetic flux leakage, 2.5 mm or less is desirable.
[0028]
(Example 2)
FIG. 4 is an exploded perspective view of the permanent magnet rotor in the second embodiment. FIG. 5 shows a cross-sectional view of the permanent magnet rotor in the second embodiment. FIG. 6 is a view for explaining the principle of cogging torque and torque ripple reduction of the permanent magnet rotor in the second embodiment.
[0029]
About the structure and effect | action, about the content similar to Example 1, it abbreviate | omits.
There are four types of rotor cores 20a, 20b, 20c, and 20d depending on the shape of the long hole portion. The number of status lots is 6 (= 4 × 3/2), which is a salient pole concentrated winding.
[0030]
In one type of rotor core, the shape of the long hole portion is the same for all four magnetic poles on the forward side or the reverse side of the rotor rotation of the permanent magnet. When the rotor rotation direction of the rotor core is R, θi takes four values when the angle from the magnetic pole boundary of the long holes 23a, 23b, 23c, 23d on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is θi, [theta] i = 3.75 [deg.], 11.25 [deg.], 18.75 [deg.], and 26.25 [deg.], which are laminated by approximately 1/4 times the rotor stack thickness. Further, when the angle from the magnetic pole boundary of the long hole portions 26a, 26b, 26c, 26d on the rotor rotation backward side in the i-th rotor core is θ′i, θ′i = 26.25 °, 18.75 °. 11.25 ° and 3.75 °, and θi + θ′i = 30 °.
[0031]
As a result, when the rotor cores are stacked, the shape of the long hole portion on the rotor rotation forward side or reverse side of a certain magnetic pole can be made in a total of four ways. The order of θi and θ′i is not particularly limited.
[0032]
Hereinafter, the principle of reducing torque ripple will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows the relationship between the elongated hole portion and the stator teeth at the same rotor position of a certain magnetic pole. The magnetic flux emitted from the magnetic pole surface 29a extends in the rotation direction R along the elongated hole portion 23d and extends over the stator teeth 27a or 27c. However, since the slot 28 exists in the stator, the slot portion has a large magnetic resistance. Similarly, the magnetic flux emitted from the magnetic pole surface 29b extends in the rotation direction R along the long hole portion 23d and extends over the stator teeth 27b. This is offset by 30 ° from the positional relationship between the elongated hole portion in contact with the magnetic pole surface 29a and the stator teeth. Similarly, there are eight positional relationships between the long hole portions 23a, 23b, 23c, and 23d and the slots at the same position of the rotor, and the positional relationship between the long hole portion distal end portion and the slot divides the interval between the teeth into eight equal parts. It is a thing. Therefore, since the magnetic flux extending from the tip of the elongated hole to the stator teeth passes through the slot every 7.5 °, the number of ripples is smaller than when passing through the slot every 30 ° when all the elongated holes have the same shape. Becomes 4 times, and the ripple amount is reduced to about 1/4. As described in Japanese Patent Application No. 9-195379, when θi + θ′i = 30 ° (= 120/4), the torque is maximized and the cogging torque is minimized. In addition, the presence of the elongated hole portion can reduce the amount of magnetic flux that is short-circuited from the positive magnetic pole surface of the permanent magnet to the negative magnetic pole surface.
[0033]
Moreover, the shape of the long hole part is the same for each magnetic pole in the same core sheet, and radial imbalance does not occur.
[0034]
Example 3
FIG. 7 is an exploded perspective view of the permanent magnet rotor in the third embodiment. FIG. 8 shows a cross-sectional view of the permanent magnet rotor in the third embodiment.
[0035]
About the structure and effect | action, it abbreviate | omits about the content similar to Example 2.
This is a 4-pole permanent magnet rotor in which notches 33a, 33b, 33c, and 33d are provided on the outer periphery of the rotor at a position close to the end face of the permanent magnet 11.
[0036]
There are four types of rotor cores 30a, 30b, 30c, and 30d depending on the positions of the notches. The number of status lots is 6 (= 4 × 3/2) or 12 (= 4 × 3).
[0037]
In one type of rotor core, the positions of the notches are the same for all the four magnetic poles on the forward side or the reverse side of the rotor rotation of the permanent magnet. When the rotor rotation direction of the rotor core is R, when the angle from the magnetic pole boundary of the notches 35a, 35b, 35c, and 35d of the rotor magnetic pole on the rotor rotation advance side is θi, θi has four values. Θi = 3.75 °, 11.25 °, 18.75 °, and 26.25 °, which are laminated by approximately 1/4 times the rotor stack thickness. Further, when the angle from the magnetic pole boundary of the notches 36a, 36b, 36c, 36d on the rotor rotation reverse side of the i-th rotor core is θ′i, θ′i = 26.25 °, 18. 75 °, 11.25 °, and 3.75 °, and θi + θ′i = 30 °.
[0038]
Since the operation and effect are the same as those of the second embodiment, the description thereof is omitted.
In this configuration, the end of the permanent magnet is behind the notch, and it is difficult to apply a demagnetizing field, so it can be said that the demagnetization resistance is excellent.
[0039]
(Example 4)
FIG. 9 is an exploded perspective view of the permanent magnet rotor in the fourth embodiment. FIG. 10 shows a cross-sectional view of the permanent magnet rotor in the fourth embodiment.
[0040]
Regarding the configuration and operation, the same parts as those in the first embodiment are omitted.
Permanent magnets 41a and 42b are embedded in rotor cores 40a and 40b formed by laminating substantially circular rotor core sheets made of punched electromagnetic steel plates, and are long so as to be in contact with the end surfaces of the permanent magnets 41a and 41b on the rotor rotation advance side. This is a 4-pole permanent magnet rotor provided with holes 43a and 43b. The long hole portions 43a and 43b are provided for two of the four poles.
[0041]
By dividing the permanent magnet per pole into two in the rotor radial direction so that the end portions of the outer peripheral side permanent magnet 41a and the inner peripheral side permanent magnet 41b extend to positions close to the outer periphery of the rotor. Thus, the salient pole ratio can be improved and the reluctance torque can be increased (Japanese Patent Laid-Open No. 8-331783). In addition, by making the interval between the end portions of the permanent magnet located on the forward side of the rotation of the rotor larger than the interval between the end portions of the permanent magnet located on the reverse side of the rotation of the rotor, the magnetic flux is concentrated at a specific location. It can be mitigated and the iron loss can be reduced (JP-A-8-336246).
[0042]
When the rotor rotation direction is R, when the angles of the rotor magnetic poles from the magnetic pole boundaries of the elongated holes 43a and 43b on the rotor rotation advance side are θ2 and δ2, the outer permanent magnet 41a has θ2 = 31 °, For the inner peripheral side permanent magnet 41b, δ2 = 17 °. Also, there are no oblong holes on the rotor rotation advance side of the adjacent magnetic pole, and the angles θ1, δ1 from the magnetic pole boundary of the portion adjacent to the rotor outer periphery on the rotor rotation advance side of the magnetic pole are the permanent magnet 41a on the outer periphery side. Is θ1 = 23.5 °, and the inner peripheral side permanent magnet 41b is δ1 = 9.5 °. When the number of status lots is 24 (= 4 × 6) and distributed winding, θj = 16 + 60 · j · 2 / (4 ² ), Δj = 2 + 60 · j · 2 / (4 ² ) Holds. Each of the rotor cores rotated by 90 ° is laminated by approximately ½ times the rotor stack thickness.
[0043]
Since the effect is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.
In the above-described embodiments, the four-pole permanent magnet motor has been described. However, the number of poles, the shape of the rotor core and permanent magnet, the shape of the stator, and the like are not limited to these, and may be various according to the gist of the present invention. These modifications are possible and are not excluded from the scope of the invention.
[0044]
【The invention's effect】
As described above, according to the first and second aspects of the present invention, pseudo skew can be applied without reducing imbalance in the radial direction while reducing leakage of magnetic flux between the rotor magnetic poles. This makes it possible to reduce sound and vibration.
[0045]
According to the third aspect of the invention, by concentrating the magnetic flux at the electrical angle of 120 °, it is possible to generate a high torque and realize a high efficiency.
[0046]
According to the invention of claim 4 and claim 5, it is possible to artificially skew with one kind of rotor core sheet while reducing leakage of magnetic flux between the rotor magnetic poles, thereby reducing sound and vibration. Is possible.
[0047]
According to the sixth aspect of the present invention, it is possible to effectively reduce sound and vibration.
[0048]
According to the seventh aspect of the present invention, high torque can be generated by concentrating the magnetic flux at an electrical angle of 120 °, and high efficiency can be realized.
[0049]
According to the eighth and ninth aspects of the present invention, it is possible to artificially skew without increasing imbalance in the radial direction while improving the demagnetization resistance, thereby reducing sound and vibration. can do.
[0050]
According to the invention described in claim 10, by concentrating the magnetic flux at the electrical angle of 120 °, a high torque can be generated and a high efficiency can be realized.
[0051]
According to the invention of claim 11 and claim 12, it is possible to artificially skew with one kind of rotor core sheet while improving the demagnetization proof stress, and it is possible to reduce sound and vibration It is.
[0052]
According to the thirteenth aspect of the present invention, it is possible to effectively reduce sound and vibration.
[0053]
According to the fourteenth aspect of the invention, by concentrating the magnetic flux at the electrical angle of 120 °, it is possible to generate a high torque and realize a high efficiency.
[0054]
According to the fifteenth aspect of the present invention, sound and vibration can be effectively reduced in consideration of leakage of magnetic flux on the end face in the rotor stacking direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a permanent magnet rotor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a permanent magnet rotor according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a view for explaining the principle of the permanent magnet rotor according to the first embodiment of the present invention;
FIG. 4 is an exploded perspective view of a permanent magnet rotor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view of a permanent magnet rotor according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining the principle of a permanent magnet rotor according to a second embodiment of the present invention;
FIG. 7 is an exploded perspective view of a permanent magnet rotor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a sectional view of a permanent magnet rotor according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an exploded perspective view of a permanent magnet rotor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a sectional view of a permanent magnet rotor according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a conventional permanent magnet rotor
[Explanation of symbols]
10a, 10b, 10c, 10d Rotor core
11 Permanent magnet
12 Perforated hole for permanent magnet embedding
13a, 13b, 13c, 13d, 16a, 16b, 16c, 16d
14 Rivet pin hole
15 Shaft hole
17 Teeth
18 slots
19 Magnetic pole face

Claims

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and a long hole is formed so as to be in contact with the end face of this permanent magnet, the end of the positive face, or the end of the negative face. Of the rotor magnetic poles of the rotor rotation advance side of the rotor magnetic poles, where the angle from the magnetic pole boundary is θi, the rotor core sheet N is different in θi, and each has substantially the same thickness. When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θi = θ0 + 120 · i / (P · N) (θ0 is a constant in a range where 0 ≦ θi ≦ 120 / P, i = 1, 2, ..., N) permanent magnet rotor.

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and a long hole is formed so as to be in contact with the end face of this permanent magnet, the end of the positive face, or the end of the negative face. Of the rotor magnetic poles of the rotor rotation advance side of the rotor magnetic poles, where the angle from the magnetic pole boundary is θi, the rotor core sheet N is different in θi, and each has substantially the same thickness. When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 6P, θi = θ0 + 60 · i / (P · N) (θ0 is a constant in a range where 0 ≦ θi ≦ 120 / P, i = 1, 2 , ..., N) permanent magnet rotor.

The angle i of the i-th type rotor core sheet on the rotor rotation backward side of the rotor magnetic pole on the rotor rotation backward side from the magnetic pole boundary is θi + θ′i = 120 / P. The permanent magnet rotor as described.

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and a long hole is formed so as to be in contact with the end surface of this permanent magnet, the end portion of the positive electrode surface, or the end portion of the negative electrode surface. In the permanent magnet rotor provided with a portion, when the angle from the magnetic pole boundary of the elongated hole portion on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is θj, θj takes P / n values, and each value is When the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θj = θ0 + 120 · j · n / (P ² ) (θ0 is 0 ≦ θj ≦ 120 / P) , P / n, n is a natural number equal to or less than P / 2), and the rotor core rotated 360 · j / P degrees is approximately n / P of the rotor stack thickness. Permanent magnet rotor that is layered one by one.

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and a long hole is formed so as to be in contact with the end surface of this permanent magnet, the end portion of the positive electrode surface, or the end portion of the negative electrode surface. In the permanent magnet rotor provided with a portion, when the angle from the magnetic pole boundary of the elongated hole portion on the rotor rotation advance side of the rotor magnetic pole is θj, θj takes P / n values, and each value is When it is periodically repeated n times, the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 6P, θj = θ0 + 60 · j · n / (P ² ) (θ0 is a constant satisfying 0 ≦ θj ≦ 120 / P, j = 1, 2,..., P / n, n is a natural number equal to or less than P / 2), and rotor cores rotated by 360 · j / P degrees are stacked approximately n / P times the rotor stack thickness. Permanent magnet rotor.

The permanent magnet rotor according to claim 4, wherein n = 1.

θj + θ ′, where θ′j is the angle from the magnetic pole boundary of the rotor magnetic pole adjacent to the rotor rotation advance side of the long hole portion on the j-th rotor rotation advance side of the rotor rotation backward side The permanent magnet rotor according to claim 4, wherein j = 120 / P.

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the rotor is positioned close to the end face of the permanent magnet, the end of the positive face, or the end of the negative face. A permanent magnet rotor provided with a notch on the outer periphery, and when the angle from the magnetic pole boundary of the notch end of the rotor magnetic pole on the rotor rotation advance side is θi, consists of N types of rotor core sheets with different θi, When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θi = θ0 + 120 · i / (P · N) (θ0 is 0 ≦ θi ≦ 120 / P) A permanent magnet rotor having a constant in a range of i = 1, 2,..., N).

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the rotor is positioned close to the end face of the permanent magnet, the end of the positive face, or the end of the negative face. A permanent magnet rotor provided with a notch on the outer periphery, and when the angle from the magnetic pole boundary of the notch end of the rotor magnetic pole on the rotor rotation advance side is θi, consists of N types of rotor core sheets with different θi, When the number of rotor magnetic poles is P and the number of status lots is 6P, θi = θ0 + 60 · i / (P · N) (θ0 is a constant in a range where 0 ≦ θi ≦ 120 / P. , I = 1, 2,..., N).

9. The i-th rotor core sheet, wherein θi + θ′i = 120 / P, where θ′i is an angle from a magnetic pole boundary of a notch end portion on the rotor rotation backward side of the rotor magnetic pole of the i-th rotor core sheet. 9. The permanent magnet rotor according to 9.

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the rotor is positioned close to the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, or the end of the negative electrode surface. A permanent magnet rotor having a notch on the outer periphery, where θj takes P / n values when the angle of the notch end of the rotor magnetic pole on the rotor rotation forward side from the magnetic pole boundary is θj. When each value is periodically repeated n times, the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 3 / 2P or 3P, θj = θ0 + 120 · j · n / (P ² ) (θ0 is 0 ≦ θj ≦ 120 / P, j = 1, 2,..., P / n, n is a natural number of P / 2 or less), and each rotor core rotated 360 · j / P degrees is an abbreviation of the rotor thickness. Permanent magnet row made by stacking n / P times .

A permanent magnet is embedded in a rotor core formed by laminating a substantially circular rotor core sheet made of a punched electromagnetic steel sheet, and the rotor is positioned close to the end surface of the permanent magnet, the end of the positive electrode surface, or the end of the negative electrode surface. A permanent magnet rotor having a notch on the outer periphery, where θj takes P / n values when the angle of the notch end of the rotor magnetic pole on the rotor rotation forward side from the magnetic pole boundary is θj. When each value is periodically repeated n times, the number of rotor magnetic poles is P, and the number of status lots is 6P, θj = θ0 + 60 · j · n / (P ² ) (θ0 is 0 ≦ θj ≦ 120 / P ., P = 1, 2,..., P / n, where n is a natural number equal to or less than P / 2, and the rotor core rotated 360 · j / P degrees is approximately n / Permanent magnet rotor that is laminated by P times.

The permanent magnet rotor according to claim 11, wherein n = 1.

θj + θ ′, where θ′j is the angle of the rotor magnetic pole adjacent to the rotor rotation advance side of the jth rotor rotation advance side from the magnetic pole boundary of the notch end portion on the rotor rotation reverse side The permanent magnet rotor according to claim 11, wherein j = 120 / P.

Of the rotor core sheets with different shapes or laminated rotor core sheets with different angles, the thickness of the rotor core sheet located at the end in the stacking direction is 0.5 to 2.5 mm thicker than the thickness of the other part Claim 1 or claim 2 or claim 3 or claim 4 or claim 5 or claim 6 or claim 7 or claim 8 or claim 9 or claim 10 or claim 11 or claim 12 or The permanent magnet rotor according to claim 13 or 14.