JP4324821B2

JP4324821B2 - 永久磁石電動機

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Publication number: JP4324821B2
Application number: JP13698999A
Authority: JP
Inventors: 正憲村上
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 1999-05-18
Filing date: 1999-05-18
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2019-05-18
Also published as: JP2000333390A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気調和機や電気自動車等のモータに用いられる永久磁石電動機に係り、さらに詳しく言えば、マグネットトルクとリラクタンストルクを併用する永久磁石電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石電動機としては、例えば図１０に示す構成のものがある。この永久磁石電動機は、回転磁界を発生する２４スロットの固定子１内に回転子２を有しており、この回転子２には極数（４極）分だけの永久磁石３が外径に沿って円周方向に等間隔に埋設されている。
【０００３】
永久磁石３は断面形状が長方形であり、この長方形の側面を回転子２の外周側とシャフト４側に向けて埋設し、しかもその側面側を磁極とするとともに、隣接する永久磁石３を異極としている。また、隣接する永久磁石３の端部と回転子２の外周との間には、磁束の漏洩、短絡を防止するためのフラックスバリア５が設けられている。このようにして、永久磁石３を埋設した回転子２を用いることにより、回転力となるマグネットトルクを発生させることができる。
【０００４】
しかし、永久磁石３の磁束の漏洩、短絡を防止するためには、同永久磁石３とフラックスバリア５との間の距離ｌが極めて小さいため、固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路（磁路）が確保されない。したがって、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスの差が殆どなく、リラクタンストルクの発生が期待できない。
【０００５】
そこで、例えば図１１に示す構造の回転子６が提案されている。この回転子６は、主磁極を形成するため断面長方形の永久磁石７をｑ軸上に埋め込んだ構造になっている。この場合、固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路が確保され、一方のｄ軸から他方のｄ軸への磁束に対して永久磁石７がフラックスバリの機能を発揮するため、ｑ軸インダクタンスとｄ軸インダクタンスとの差が大きくなり、リラクタンストルクが発生する。
【０００６】
したがって、マグネットトルクとリラクタンストルクによる合成トルクが当該永久磁石電動機のモータトルクとなり、大きなトルクを得ることができる。なお、図中、図１０と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略し、また固定子は図１０を参照されたい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記永久磁石電動機においては、リラクタンストルクが発生するものの、永久磁石７が図１０に示した回転子よりも小さくなるため、マグネットトルクが図１０に示した回転子２の場合よりも小さいという欠点がある。この欠点を解消し、マグネットトルクの増大を図るためには、マグネットの使用量を増加するか、磁力の強いマグネット材料（希土類磁石）を使用し、永久磁石７を大きくすればよい。
【０００８】
しかし、このようにマグネットの使用量を増やせば、その分コストが上昇し、また、磁力の強いマグネット材料として例えば希土類磁石を使用すると、これはフェライト磁石と比較して高価であることから、やはりコスト高になってしまう。
【０００９】
また、回転子６の永久磁石７の大きさと、回転子２の方の永久磁石２の大きさとの違いから、図１０に示した永久磁石電動機の方が、より大きなマグネットトルクを得ることができる。したがって、回転子６を用いた永久磁石電動機において、図１０に示した永久磁石電動機で発生するマグネットトルクの大きさを得ようとすると、永久磁石７のマグネット使用量をより増加せねばならず、コストがさらに上昇することになる。
【００１０】
このように、従来の永久磁石電動機にあっては、低コストでモータの高トルク化、高効率化を図ることが困難であった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、その目的は、マグネットトルクとリラクタンストルクを併用して高トルク化、高効率化を図り、しかも低コストで実現することができるようにした永久磁石電動機を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、電機子巻線が施された固定子と、永久磁石を埋設した積層コアと同コアに固定されたシャフトとを備える回転子と、を有する永久磁石電動機であって、前記積層コアに埋設された永久磁石は、前記シャフトと直交する面に対する断面形状が長辺と短辺とからなる長方形であり、長辺が前記回転子の径方向と直交するように埋設された第１の永久磁石と、長辺が前記回転子の径方向に沿うように埋設された第２の永久磁石とからなり、前記第１の永久磁石は前記回転子の径方向に沿って着磁され、前記第２の永久磁石は前記回転子の周方向に沿って着磁されて、前記第１及び第２の永久磁石によって主磁極が形成され、前記第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に、前記固定子からの磁束の路（磁路）を確保するように前記第２の永久磁石を挟んで補極を形成し、かつ、前記第２の永久磁石と前記シャフトとの間に、前記シャフトと直交する面に対する断面形状が長辺と短辺とからなる長方形で長辺が前記回転子の径方向に沿うように配置される空気層の孔を形成すると共に、前記第２の永久磁石と回転子外周との間には空気層の孔が存在しないことを特徴としている。
【００１３】
前記第１の永久磁石は断面形状を長方形とし、該長方形の長辺はｄ軸方向に向けて配置され、前記第２の永久磁石は角柱形とし、該角柱形の長辺はｑ軸方向に配置され、前記第１の永久磁石の磁力は、前記第２の永久磁石の磁力以上にするとよい。これにより、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に、固定子からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路が確実に確保される。また製品の設計時に、第２の永久磁石の角柱形の長辺の長さを調整することにより、マグネットトルクの大きさを調整し、さらにその角柱形の長辺を短くして第２の永久磁石のマグネット使用量を調整すれば、低コスト化が図れる。
【００１４】
前記第２の永久磁石の端部と前記回転子の外周との間を、前記第２の永久磁石の幅より狭い幅に切り取って切取部を形成するとよい。これにより、第２の永久磁石の磁束の漏洩、短絡がより低減される。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図１ないし図９を参照して詳しく説明する。なお、図中、図１０と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００１６】
図１および図２において、本発明の第１の実施例を示す三相四極の永久磁石電動機の回転子１０は、断面形状を長方形とした第１の永久磁石１１をｄ軸付近に埋め込み、かつ、同回転子１０の外周に沿って極数（四極）分だけ等間隔に配置するとともに、断面形状を角形とした第２の永久磁石１２をｑ軸付近に埋め込み、かつ、同回転子１０の外周に沿って極数（四極）分だけ等間隔に配置している。また、第１の永久磁石１１の両端側にフラックスバリア１３ａ，１３ｂの孔が形成され、第２の永久磁石１２のシャフト側端部には、同シャフトに向けたフラックスバリア１４の孔が形成されている。
【００１７】
第１の永久磁石１１は、断面長方形の側辺に直角方向に着磁し、隣接する第１の永久磁石１１とは逆方向の着磁としている。つまり、隣接する第１の永久磁石１１，１１は異極になっている。第２の永久磁石１２は、ｑ軸方向の辺を長くした断面角形の角柱であり、その断面の長辺に対して直角方向に着磁とし、隣接する第２の永久磁石１３の相対する面を同極としている。つまり、隣接する第２の永久磁石１２によって第１の永久磁石による磁極と同極を構成する。上記第１および第２の永久磁石１１，１２によって主磁極が形成され、つまり当該モータの四極が形成される。
【００１８】
なお、第１および第２の永久磁石１１，１２と回転子１０の外周との間隔は、後述するコアシート１０ａの厚さｔ以上間（少なくともｔ〜３ｔ）としており、第１および第２の永久磁石１１，１２の磁束の漏洩、短絡を防止し、当該コアの強度を保つ働きをする。
【００１９】
フラクスバリア１３ａ，１３ｂは、第１の永久磁石１１の両端部側に位置し、ほぼ三角形の孔であり、第１の永久磁石１１の磁束の漏洩、短絡を防止する。なお、フラックスバリア１３ａ，１３ｂの一辺は第１の永久磁石１１の端面（短辺）に平行であり、その間のブリッジｋ１はコアシート１０ａの厚さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）としており、当該コアの強度を保つ働きもする。また、フラックスバリア１３ａ，１３ｂと回転子１０の外周との間隔はコアシート１０ａの厚さｔ以上間（例えばｔ〜３ｔ）にするとよい。さらに、フラックスバリア１３ａ，１３ｂはできるだけ小さくするとよい。
【００２０】
すなわち、第２の永久磁石１２と同フラックスバリア１３ａ，１３ｂとの間が広くなり、固定子１の磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路（磁路幅）をできるだけ広く確保することできるからである。なお、上記一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁路を確保するためには、第１の永久磁石１１の断面長方形の長辺を従来（図１０参照）と比較して短くするとよい。
【００２１】
フラックスバリア１４は、第２の永久磁石１２の端部からシャフト４の方へ延びた長方形の孔であり、第２の永久磁石１２の磁束の漏洩、短絡を防止する。また、フラックスバリア１４が第２の永久磁石１２の孔と一体化していることから、その長方形の孔の短辺は第２の永久磁石１２の幅より小さくなっており、第２の永久磁石１２が当該コア内で移動することもない。なお、フラックスバリア１４とシャフト４との間は当該コアの強度を保つ意味からも、コアシート１０ａの厚さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）とする。
【００２２】
このようにして、固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸へ磁束の路（磁路）を確保し（図２の破線矢印参照）、第１および第２の永久磁石１１，１２による主磁極に対してリラクタンスモータの突極部に相当する補極ｈ１，ｈ２を形成する。なお、主磁極の円周方向の幅は、補極ｈ１，ｈ２の円周方向の幅より大きくするとよい。
【００２３】
上記構成とした回転子１０によると、主磁極を形成する第１および第２の永久磁石１１，１２は、従来例に示した図１０の回転子２と図１１の回転子６とを組み合わせた形になることから、マグネットトルクが従来例よりも大きくなる。また、フラックスバリア１３ａ，１３ｂと第２の永久磁石１２との間では、固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路（磁路）が通り易いため、その磁路の磁気抵抗を小さくしてｑ軸インダクタンスＬｑを大きくすることになる。
【００２４】
しかも、第１および第２の永久磁石１１，１２は、透磁率が悪いばかりでなく、空気層のフラックスバリア１４が存在することから、一方のｄ軸から他方のｄ軸への磁束が通りにくくなる。これは、その磁路の磁気抵抗を大きくし、ｄ軸インダクタンスＬｄを小さくすることになる。したがって、リラクタンスモータの突極比に相当するｄ軸、ｑ軸インダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）が大きくなり、リラクタンストルクが大きくなる。
【００２５】
このように、リラクタンストルクが補助的に発生することから、主のマグネットトルクと合わさった合成トルク、つまり永久磁石電動機のトルクが大きくなり、高トルク、高効率のモータを実現することができる。また、製品の設計時には、第１および第２の永久磁石１１，１２のマグネット使用量を調整でき、特に、第２の永久磁石１２のｑ軸方向の長さの調整が容易であり、適応的なトルクのモータを実現することができる。
【００２６】
しかも、従来例と比較して同程度のマグネット使用量、同程度のコストで高トルク化、高効率化を図ることができる。例えば、第２の永久磁石１２の幅方向（断面長方形の短辺側）を短くしなくとも、第２の永久磁石１２の大きさ（磁力）を小さくすることができ、低コスト化が容易となる。これは、着磁方向の厚さが小さいと、永久磁石の劣下が激しく、当該永久磁石電動機の品質低下となるからである。
【００２７】
さらに、ブリッジｋ１がコアシート１０ａの厚さｔ以上であることから、第１の永久磁石１１を十分に保持することができる。また、第２の永久磁石１２と回転子１０の外周との間がコアシート１０ａの厚さｔ以上であることから、第２の永久磁石１２を十分に保持することができ、特に高速回転にも耐えることができる。しかも、後述するコア製造時には、バリ等の発生もなく、コア製造の歩留まりが向上し、製造コストの低下が可能となる。また、コアの機械的強度を保つこともでき、特に、回転時のコア強度が保たれることから、モータの信頼性も向上する。
【００２８】
さらにまた、第１および第２の永久磁石１１，１２の材料として、フェライト磁石を用いた場合は、モータの低コスト化に有効であり、希土類磁石を用いた場合は、モータの高トルク化、小型化に有効となる。したがって、コストやトルク等を勘案して永久磁石の材料を選択し、種々の適応的なモータを得ることができる。
【００２９】
ここで、回転子１０の製造について説明すると、コアプレス金型を用いて自動プレスで電磁鋼板を打ち抜き、同金型内で一体的に形成するコア積層方式（自動積層方式）を採用する。
【００３０】
図３に示すように、このプレス加工工程では、回転子１０のコアを打ち抜き、シャフト４の孔（中心孔）４ａ、第１および第２の永久磁石１１，１２を埋設する孔、フラックスバリア１３ａ，１３ｂ，１４の孔を打ち抜く。そして、これら打ち抜いたコアシート１０ａを積層してかしめ、固定する。なお、図３は図２のｄ軸方向の概略的断面図である。
【００３１】
上記自動積層方式によって自動的にプレス、積層して得た回転子１０のコアの孔に、ＩＰＭ方式で第１および第２永久磁石１１，１２を埋め込む。なお、第１の永久磁石１１はｄ軸方向と平行に磁化、着磁し、隣接する第１の永久磁石１１の磁極は逆とする。また、第２の永久磁石１２はｑ軸に対して直角方向に磁化、着磁し、隣接する第２の永久磁石１２の相対する面を同極とし、この面の磁極を第１の永久磁石１１の磁極面と異極とする。このように、第１および第２の永久磁石１１，１２の着磁をそれぞれ平行とすることにより、第１および第２の永久磁石１１，１２を高精度で製造することができる。つまり、着磁を高精度で行うことができ、製造上の歩留まりもよい。
【００３２】
また、図示しないが、第１および第２の永久磁石１１，１２がコア内で移動したり、コアが飛び出さないように、上述した固定においては積層したコアの両端側に蓋（端子板）を添えるとともに、図４に示すかしめ用のリベット１５を通す。
【００３３】
図４に示すように、リベット１５は、第１の永久磁石１１と第２の永久磁石１２との間の領域に通し、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束に対して悪影響（例えば乱れ）を与えないように、その材質には透磁率のよい磁性材を用いる。なお、図４中、図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３４】
また、コアのかしめとしては、リベット１５を通すだけなく、コアシート１０ａのプレス加工積層時にも形成すれば、コアの固定強度をより増加させることができる。さらに、上記高トルク、高効率のモータを例えば空気調和機の圧縮機のブラシレスＤＣモータとして利用すれば、空気調和機の低コスト化、空気調和機の運転効率の上昇を図ることができる。
【００３５】
なお、固定子１は、例えば、巻線をＵ相、内径側の巻線をＷ相、その中間の巻線をＶ相としている。また、２４スロットの固定子１には、三相（Ｕ相、Ｖ相およびＷ相）の電機子巻線が施されているが、スロット数や電機子巻線が異なっていてもよい。
【００３６】
図５は、第２の実施例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図である。なお、図中、図１および図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略し、また固定子１については図１を参照されたい。
【００３７】
図５において、この回転子２０は、図１および図２に示したフラックスバリア１３ａ，１３ｂに代え、同回転子２０の外周をＶ溝形状に切り欠いた切欠部（空気層のフラックスバリア）２１ａ，２１ｂを形成してなる。切欠部２１ａ，２１ｂの一辺は、第１の永久磁石１１の端面に平行であり、その間は前実施例のブリッジｋ１と同様のブリッジｋ２となる。したがって、このブリッジｋ２により、前実施例と同様の効果が発揮される。
【００３８】
また、その他辺はｑ軸に平行である。つまり、切欠部２１ａ，２１ｂは、鋭角のＶ溝形状であり、そのＶ溝の深さがフラックスバリア１３ａ，１３ｂの一辺の長さ程度である。したがって、回転子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束を阻むこともなく、前実施例と同程度のリラクタンストルクを発生させることができる。
【００３９】
なお、上記構成とした回転子２０を製造する場合、前実施例と同じく、コア積層方式（自動積層方式）を適用し、プレス加工工程において回転子２０のコアを打ち抜く際、シャフト４の孔と、第１および第２の永久磁石１１，１２をＩＰＭ方式で埋設する孔、フラックスバリア１４の孔および切欠部２１ａ，２１ｂとを打ち抜き、これらを打ち抜いたコアシート１０ａを積層してかしめ、固定する。回転子２０の製造においては、前実施例で説明したように、第１および第２の永久磁石１１，１２を埋め込む他に、両端側に端子板を添えてリベットを通す。
【００４０】
図６は、本発明の第１の実施例の変形例を示す回転子の概略的平面図である。なお、図中、図１および図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４１】
図６において、この回転子３０は、第２の永久磁石１２の端部側のコアを部分的に切り取った切取部（空気層のフラックスバリア）３１を形成してなる。切取部３１は、回転子３０の外周から第２の永久磁石１２の端部（断面長方形の短辺）に達する所定幅の溝となり、第２の永久磁石１２の磁束の漏れ、短絡防止の効果を発揮する。この場合、切取部３１の幅は広いほど、その磁束の漏れ、短絡防止の効果を発揮するが、第２の永久磁石１２の断面長方形の短辺の長さより狭くする必要がある。すなわち、第２の永久磁石１２をコア内に固定しておく必要があるからである。なお、本実施例は他に第１の実施例と同様の作用、効果を奏し、また回転子３０の製造についても、第１の実施例と同様でよいことから、その説明を省略する。
【００４２】
図７は、上記変形例を第２の実施例に適用した本発明の第２の実施例の変形例を示す回転子の概略的平面図である。なお、図中、図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。図７において、この回転子４０は、図６に示した切取部３１と同じく、第２の永久磁石１２の端部側のコアを部分的に切り取った切取部（空気層のフラックスバリア）４１を形成してなる。
【００４３】
したがって、切取部４１は、第２の永久磁石１２の磁束の漏れ、短絡防止の効果を発揮する。また、その切取部４１の幅は、広いほど、その効果を発揮するが、第２の永久磁石１２の断面長方形の短辺の長さより狭くする。なお、本実施例は他に第２の実施例と同様の作用、効果を奏し、また回転子４０の製造についても、第１の実施例と同様でよいことから、その説明を省略する。
【００４４】
図８は、本発明の第３の実施例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図である。なお、図中、図１および図２と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００４５】
図８において、この回転子５０は、図１および図２に示したフラックスバリア１４に代え、第２の永久磁石１２の端部側から隣接する第２の永久磁石１２の端部側に渡った孔のフラックスバリア５１を形成してなる。フラックスバリア５１は、ｑ軸を境として左右に延びた変形台形形状であるが、この変形台形形状はその底辺を逆円弧とし、その両辺を直線とし、その上辺をシャフト４の周囲に沿った円弧としてなる。
【００４６】
フラックスバリア５１と第２の永久磁石１２との間は、コアシート１０ａの厚さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）のブリッジｋ３であり、隣接するフラックスバリア５１は、互いに直線部分で相対しており、この間はコアシートの厚さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）のブリッジｋ４になっている。したがって、フラックスバリア５１が第１の実施例に示したフラックスバリア１４の場合よりも広く、第２の永久磁石１２の磁束の漏洩、短絡をより低減できるため、マグネットトルクの向上が図れる。
【００４７】
また、フラックスバリア５１は、第１の永久磁石１１側が逆円弧であることから、固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路を阻むこともない。しかも、フラックスバリア５１は、上述したフラックスバリア１４より大きいため、一方のｄ軸から他方のｄ軸への磁路をより阻むことから、リラクタンストルクの向上が図れる。
【００４８】
さらに、上記フラックスバリア５１によると、第１の永久磁石１１側が逆円弧形状であることから、このフラックスバリア５１と第１の永久磁石１１との間にはある程度広い領域を確保することができ、図４に示したリベット１５を余裕をもって通すことができる。さらにまた、前実施例でも説明したように、ブリッジｋ３，ｋ４によりコア強度を保つことができる。
【００４９】
なお、本実施例は、他に第１の実施例と同様の作用、効果を奏し、また回転子５０の製造についても、第１の実施例と同様でよいことから、その説明を省略する。また、本実施例は、第１の実施例の変形例および第２の実施例（変形例も含む）にも適用し、上記効果を得ることができる。
【００５０】
図９は、本発明の第４の実施例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図である。なお、図中、図５と同一部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００５１】
図９において、この回転子６０は、図５に示したフラックスバリア１４に代え、第２の永久磁石１２の端部からシャフト４に延び、その先端を左右分けたＹ字形状のフラックスバリア６１を形成してなる。フラックスバリア６１は、その先端面がシャフト４の周囲に沿った円弧であり、かつその先端を左右に開いたＹ字形状であるが、その側辺は逆円弧となっている。
【００５２】
フラックスバリア６１と第２の永久磁石１２の孔とは、一体化していることから、フラックスバリア６１の端部の幅は、第２の永久磁石１２の端部幅より狭くなっている。すなわち、第２の実施例で説明したように、第２の永久磁石１２がコア内で動かないようにする。フラックスバリア６１の左右に分かれている先端面は直線形状であり、隣接するフラックスバリア６１の先端同士が相対している。つまり、その相対する先端面は平行であり、その間はコアシート１０ａの厚さｔ以上（例えばｔ〜３ｔ）のブリッジｋ５になっている。
【００５３】
したがって、フラックスバリア６１は、第２の実施例に示したフラックスバリア１４の場合より広く、第２の永久磁石１２の磁束の漏洩、短絡をより低減することができるため、マグネットトルクの向上が図れる。また、フラックスバリア６１の側辺が逆円弧であることから、固定子１からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路を阻むこともない。しかも、フラックスバリア６１が上記フラックスバリア１４より大きいことから、一方のｄ軸から他方のｄ軸への磁路をより阻むことになり、リラクタンストルクの向上が図れる。
【００５４】
さらに、上記フラックスバリア６１によると、第１の永久磁石１１側が逆円弧形状であることから、このフラックスバリア６１と第１の永久磁石１１との間には、ある程度広い領域を確保することができ、図４に示したリベット１５を余裕をもって通すことができる。さらにまた、前実施例でも説明したように、ブリッジｋ５によりコア強度を保つことができる。
【００５５】
なお、本実施例は、他に第２の実施例と同様の作用、効果を奏し、また回転子６０の製造についても、第２の実施例と同様でよいことから、その説明を省略する。また、本実施例は第１の実施例（変形例も含む）および第２の実施例の変形例にも適用し、上述効果を得ることができる。
【００５６】
【発明の効果】
以上説明した本発明によれば、第１の永久磁石と第２の永久磁石との間にその固定子からの磁束のうち、一方のｑ軸から他方のｑ軸への磁束の路（磁路）を確保してｑ軸付近に補極を形成し、第１の永久磁石の両端部側にその磁路を阻害しない程度の孔あるいは切欠部を形成する。また、磁束の漏洩、短絡を防止するために第２の永久磁石の端部側にフラックスバリアを形成していることから、リラクタンストルクが確実に発生し、主磁極の永久磁石によってマグネットトルクが効果的に発生する。したがって、このマグネットトルクとリラクタンストルクを併用することによりモータの高トルク化、高効率化を図ることができる。
【００５７】
また、製品の設計時には、少なくとも第２の永久磁石のｑ軸方向の長さを調整すれば、コスト、高トルク、高効率とを勘案して必要とするモータを得ることができる。例えば、第２の永久磁石のｑ軸方向を短くし、マグネット使用量を減らして低コストを図る一方、第２の永久磁石とシャフトとの間のフラックスバリアが広く（ｑ軸方向に長く）なるため、マグネットトルクを補うリラクタンストルクの発生に寄与し、高トルク化、高効率化を実現することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す永久磁石電動機の概略的平面図。
【図２】図１に示す永久磁石電動機を説明するための回転子の概略的平面図。
【図３】図１に示す永久磁石電動機を説明するための回転子の概略的断面図。
【図４】本発明の第１の実施例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図。
【図５】本発明の第２の実施例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図。
【図６】図１および図２に示す第１の実施例の変形例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図。
【図７】図５に示す第２の実施例の変形例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図。
【図８】本発明の第３の実施例を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図。
【図９】本発明の第４の実施例の形態を示す永久磁石電動機の回転子の概略的平面図。
【図１０】従来の永久磁石電動機の概略的平面図。
【図１１】従来の永久磁石電動機の概略的平面図。
【符号の説明】
１固定子
４シャフト
４ａ中心孔（シャフト４の孔）
１０，２０，３０，４０，５０，６０回転子
１０ａコアシート
１１第１の永久磁石
１２第２の永久磁石
１３ａ，１３ｂ、１４，５１，６１フラックスバリア（空気層の孔）
２１ａ，２１ｂ切欠部（空気層のフラックスバリア）
３１，４１切取部（空気層のフラックスバリア）
ｈ１，ｈ２補極
ｋ１，ｋ２，ｋ３，ｋ４，ｋ５ブリッジ
ｔコアシートの厚さ

Claims

電機子巻線が施された固定子と、永久磁石を埋設した積層コアと同コアに固定されたシャフトとを備える回転子と、を有する永久磁石電動機であって、
前記積層コアに埋設された永久磁石は、前記シャフトと直交する面に対する断面形状が長辺と短辺とからなる長方形であり、長辺が前記回転子の径方向と直交するように埋設された第１の永久磁石と、長辺が前記回転子の径方向に沿うように埋設された第２の永久磁石とからなり、
前記第１の永久磁石は前記回転子の径方向に沿って着磁され、前記第２の永久磁石は前記回転子の周方向に沿って着磁されて、前記第１及び第２の永久磁石によって主磁極が形成され、
前記第１の永久磁石と第２の永久磁石との間に、前記固定子からの磁束の路（磁路）を確保するように前記第２の永久磁石を挟んで補極を形成し、かつ、前記第２の永久磁石と前記シャフトとの間に、前記シャフトと直交する面に対する断面形状が長辺と短辺とからなる長方形で長辺が前記回転子の径方向に沿うように配置される空気層の孔を形成すると共に、前記第２の永久磁石と回転子外周との間には空気層の孔が存在しないことを特徴とする永久磁石電動機。
前記第１の永久磁石の磁力は、前記第２の永久磁石の磁力以上としてなる請求項１に記載の永久磁石電動機。
前記第２の永久磁石の端部と前記回転子の外周との間を、前記第２の永久磁石の幅より狭い幅に切り取って切取部を形成してなる請求項１または２に記載の永久磁石電動機。