JP5320702B2 - 永久磁石モータおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、磁性材料よりなるロータコアの外周面に永久磁石を固設した永久磁石モータおよびその製造方法に関する。

従来、永久磁石モータのロータコアの外周面に固設される永久磁石には、主にボンド磁石が利用されてきた。ここで、ボンド磁石とは、フェライト系や希土類系の永久磁石の粉末をゴム、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂などの結合材料で接着し固化した複合材料永久磁石のことである。このボンド磁石は、結合成分を含むことから、焼結法により作製された結合剤成分を含まない焼結磁石と比較して磁気特性が低い。

しかしながら、このようなボンド磁石は、焼結によって収縮するという問題が小さいため、高い寸法精度で環状、円弧形状、薄肉形状などの特殊な形状とすることができるという利点を持っている。そして、このような環状、円弧形状、薄肉形状などの特殊な形状としても、割れや欠けなどの問題を生じさせることなく製造できるという利点もある。このため、近年では、環状のボンド磁石が、家電用モータや情報機器用モータに多く用いられている。

ここで、ボンド磁石は、異方性ボンド磁石と等方性ボンド磁石とに分類される。異方性ボンド磁石は、特定方向に高い磁力を発生するため、モータの小型化や高性能化に貢献することが知られている。しかしながら、異方性ボンド磁石を製造する場合には、磁場中で磁石粉末を一定方向に配列しながら成形しなければならない。特に、環状で径方向に磁石粉末を配列するような特殊形状の永久磁石を製造する場合には、たとえ高保磁力であるとされる希土類系磁石粉末を利用したとしても、その性能を１００％引き出すことが困難となっていた。このため、環状の磁石を製造する場合には、無磁場中で圧縮成形または射出成形するだけで簡単に製造することができる等方性ボンド磁石が用いられてきた。

また、希土類系磁石粉末は、一般的には、フェライト系磁石粉末と比較して、高価である。このため、希土類系磁石粉末を用いて環状の永久磁石を製造する場合には、永久磁石の径方向の厚みを薄くして、磁石粉末量を低減することが求められる。

しかしながら、このように、永久磁石の径方向の厚みを薄くすると、その表面磁束波形と正弦波波形との乖離が大きくなるという傾向がある。このため、このような磁石を用いたモータを回転させた場合に、コギングトルクが大きく、モータ回転時の音や振動が大きくなってしまうという問題が生じる。

ここで、環状の永久磁石の径方向の厚みと表面磁束波形との関係を説明する。

図１６は、環状の永久磁石の径方向の厚みと表面磁束波形との関係を示す説明図である。この図１６では、８極の磁極を有する外径５０ｍｍの希土類等方性ボンド磁石の表面磁束をガウスメータで測定したものである。そして、その内径を４６ｍｍ（磁石肉厚２ｍｍ）、４２ｍｍ（磁石肉厚４ｍｍ）、３８ｍｍ（磁石肉厚６ｍｍ）、３５．６ｍｍ（磁石肉厚７．２ｍｍ）と変化させて測定している。

この図１６から、環状の永久磁石の厚みを薄くするにしたがって、表面磁束のピーク値が減少することがわかる。また、環状の永久磁石の厚みを薄くするにしたがって、表面磁束波形が正弦波波形から乖離していることがわかる。

そこで、このような表面磁束波形を正弦波波形に近づけるために、特許文献１や特許文献２に記載のような技術が提案されている。

この特許文献１に記載の技術は、永久磁石の内周面を円筒形に形成し、外周面を非円筒形に形成するものである。そして、永久磁石の磁極間部の径方向厚さを磁極中央部の径方向厚さの０．３乃至０．７倍の範囲に設定するものである。このような特許文献１に記載の技術によれば、表面磁束波形を正弦波波形に近づけることができ、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。

また、特許文献２に記載の技術は、略正弦波状に着磁された複数の磁極を備えた環状の永久磁石に関するものである。このような特許文献２に記載の技術によれば、表面磁束波形を正弦波波形に近づけることができ、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。
特開平６−２１７４１８号公報 特開２００３−１１１３６０号公報

しかしながら、特許文献１に記載される技術では、永久磁石の凹凸部とステータとが対向して配置されており、磁極間部でのステータと永久磁石との間隔が大きくなり、磁力を有効に活用することができないという問題が生じる。

また、特許文献２に記載される技術では、磁極間部の磁束が０値となるように不完全着磁の状態で着磁するため、磁力を有効に活用することができないという問題が生じる。

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、永久磁石の体積を削減することによるコストの低減、永久磁石モータの高効率化、およびコギングトルク、騒音、および、振動を低減することができるモータを提供することを目的とする。さらに、永久磁石の製造時における割れや欠けを防止して高品質の永久磁石モータを提供することを目的とする。

本発明は、磁性材料よりなる多角柱形状のロータコアと前記ロータコアの外周面に永久磁石を有するロータと、前記ロータの外周面に対向し電気巻線を有するステータよりなり、前記永久磁石は、前記多角柱形状の各々の角部に対応する位置に断面が円弧形状の凹部を備え、前記凹部と隣接する凹部との中間位置に最厚肉部を有し、前記最厚肉部が磁極中心となるように着磁され、前記永久磁石は、希土類系のボンド磁石であって、断面の外周が直径３０〜５０ｍｍの円形で、前記最厚肉部の肉厚が２〜４ｍｍであり、前記断面が円弧形状の凹部において最薄肉部を形成し、前記円弧形状の円弧半径は、４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲であることを特徴とする永久磁石モータに関する。

他の発明は、永久磁石モータであって、前記多角柱形状は、８角柱形状である。

他の発明は、上記の永久磁石モータを搭載した電気機器に関する。

他の発明は、前記電気機器は、エアコン室内機、エアコン室外機、給湯器、または、空気清浄機のいずれかである。

さらに他の発明は、永久磁石モータに使用される永久磁石の製造方法であって、前記永久磁石モータは、磁性材料よりなる多角柱形状のロータコアと前記ロータコアの外周面に前記永久磁石を有するロータと、前記ロータの外周面に対向し電気巻線を有するステータよりなり、前記永久磁石は、希土類系のボンド磁石であって、断面の外周面は直径３０〜５０ｍｍの円形で内周面は前記ロータコアの外周面に密着する多角柱形状であり、前記多角柱形状の各々の角部に対応する位置に断面が円弧形状の凹部を備え、前記凹部と隣接する凹部との中間位置に最厚肉部を有し、前記断面が円弧形状の凹部において最薄肉部を形成し、前記最厚肉部の肉厚が２〜４ｍｍであり、かつ前記円弧形状の円弧半径は、４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲であり、前記製造方法は、円柱状の貫通孔が形成されたダイと、前記貫通孔と同軸の中心軸を有する多角柱形状のコアとの間に、磁石粉末を充填する磁石粉末充填ステップと、前記充填された磁石粉末を上パンチと下パンチとにより圧縮成形を行う圧縮成形ステップと、前記圧縮成形ステップにより成形された磁石粉末に対して所定の保持圧力を加える保持圧力加圧ステップと、前記上パンチと前記下パンチとにより前記成形された磁石粉末に前記所定の保持圧力を加えた状態で、前記上パンチと前記下パンチによる加圧方向と平行方向でかつ同一方向に前記ダイおよび前記コアを移動させて所定形状の永久磁石を前記ダイおよび前記コアから露出させる移動ステップと、を含むことを特徴とする永久磁石の製造方法に関する。

さらに他の発明は、前記永久磁石は、前記最厚肉部が磁極中心となるように着磁される永久磁石の製造方法に関する。

本発明によれば、永久磁石は、多角柱形状の各々の角部に対応する位置に断面が円弧形状の凹部を備え、凹部と隣接する凹部との中間位置に最厚肉部を有し、最厚肉部が磁極中心となるように着磁されることから、永久磁石の体積を削減することによるコストの低減、永久磁石モータの高効率化、およびコギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。

また、断面が円弧形状の凹部において最薄肉部を形成することから、永久磁石の製造時の割れや欠けを防止することができる。

また、円弧形状の円弧半径は４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲であることから、最薄肉部の強度を確保することができる。

また、磁石の内周面は、８角柱形状であることから、永久磁石の製造時の割れや欠けを防止することができる。

また、永久磁石が希土類系のボンド磁石であることから、高保磁力とすることができる。

また、上パンチと下パンチとにより、圧縮成形工ステップにより成形された磁石粉末に対して所定の保持圧力を加える保持圧力加圧ステップと、所定の圧力を加えた状態で、ダイおよびコアを移動させて所定形状の永久磁石を得る移動ステップと、を含むことから、永久磁石の製造時の割れや欠けを防止することができる。

以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。
（実施の形態）
図１はこの発明の実施の形態における永久磁石モータ（以下、モータと称す）を示す斜視図、図２はその平面図である。

この実施の形態のモータは、ロータ１０１とその外周面に対向するステータ１０３よりなる８極１２スロットのインナーロータ型モータである。ロータ１０１は、磁性材料からなるロータコア３と、ロータコア３の中心部に配置されたシャフト２と、ロータコア３の外周面に固設される永久磁石１とを有する。ステータ１０３は、電気巻線１０２を有する。

図３（ａ）はこの実施の形態のモータを構成するロータの平面図、図３（ｂ）はその斜視図である。

ロータコア３は、薄板磁性鋼板を積層して構成され、中心部にシャフト穴を有し、外周面が多角柱形状、具体的には８角柱形状となっている。この多角柱形状の各々の角部は面取りされている。

永久磁石１は、ロータコア３に固着されており、外周面が円柱形状となっている。永久磁石１の内周面は、ロータコア３に密着し、ロータコア３の８角柱形状の各々の角部に対応する位置に、８箇所の凹部１５を有する。永久磁石１の断面は、各々の凹部１５が最薄肉部１７を、各々の凹部１５と隣接する凹部１５との中間位置に最厚肉部１６を形成している。

そして、最厚肉部１６が磁極中心となり、最薄肉部１７が磁極臨界部となるように着磁されている。すなわち、図３（ａ）のＮＳ表示のように着磁されている。そして、各々の凹部１５は円弧形状に形成され、その円弧の半径Ｒは４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲に設定されている。より詳細には、後述する。

また、この永久磁石１は、メルトスピニング法により作製されたフレーク状のＮｄＦｅＢ磁石粉末と、１分子鎖中に２個のエポキシ有するエポキシ樹脂と、硬化剤と、を主構成とするボンド磁石用樹脂組成物を、圧縮成形機により圧縮し、樹脂成分を硬化させることにより製造される。すなわち、この実施の形態の永久磁石１としては、希土類系のボンド磁石が好適である。

以上のような構成により、ステータ１０３と永久磁石１とのギャップをモータの回転方向において、常に同間隔とすることができる。つまり、ステータ１０３と永久磁石１との間を積極的に広げることを防止するため、永久磁石１の全周面にわたり、最大着磁状態としながら、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。

また、永久磁石１の凹部１５の円弧半径Ｒを４ｍｍ以上の円弧形状とすることにより、最薄肉部１７の強度を確保し、割れや欠けを防止することができる。

次に、この発明に係るモータを構成する永久磁石１の製造方法について説明する。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、永久磁石１の成形時の状況を示す説明図である。また、図５は、永久磁石１の製造工程を示すフロー図である。なお、図４（ａ）は上パンチ１２と下パンチ１３により加圧保持される状態を示し、図４（ｂ）は上パンチ１２と下パンチ１３により加圧保持されながらダイ１０とコア１１から抜出される状態を示している。

永久磁石１を製造する圧縮成形金型は、円柱形状の貫通孔が形成されたダイ１０とダイ１０の貫通孔と同軸の中心軸を有する８角柱形状のコア１１と、ダイ１０の貫通孔と略同形状の外周面を有し、コア１１の８角柱形状と略同形状の内周面を有する上パンチ１２および下パンチ１３とを備える。なお、上パンチ１２としたパンチ１３とは、ダイ１０とコア１１との間に形成される隙間を上下方向に移動可能とするように構成されている。

そして、まず、ダイ１０とコアとの間に磁石粉末を充填する（ステップＳ１）。ステップＳ１において充填された磁石粉末を上パンチ１２および下パンチ１３により圧縮成形を行う（ステップＳ２）。磁石粉末の圧縮成形を終えると、磁石１に対して所定の保持圧力を加える（ステップＳ３）。そして、この保持圧力を付与した状態で、ダイ１０およびコア１１を下降させる（ステップＳ４）。以上のようにして、磁石１が成形されることにより、最薄肉部１７にクラックを発生させることや、割れや欠けを防止することができる。

次に、永久磁石１の内周面を８角柱形状とする理由について説明する。

図６は、８角柱形状の内周面を有する永久磁石（例１）と、円柱形状の内周面を有する磁石（例２、例３）と、の性能を比較して示す図である。なお、この図６においては、内周面を内接円直径を３６．９ｍｍとする正８角柱形状、外周面を直径４０．９ｍｍとする円柱形状とし、最厚肉部を磁極中心にして８極着磁した永久磁石を用いたモータを例１としている。そして比較のために、内周面を直径３７．９ｍｍとする円柱形状、外周面を直径４０．９ｍｍとする円柱形状とし、８極着磁した磁石を用いたモータを例２とし、内周面を直径３７．４ｍｍとする円柱形状、外周面を直径４０．９ｍｍとする円柱形状とし、８極着磁した磁石を用いたモータを例３としている。

これらの例１乃至例３は、いずれも高さを１４ｍｍとし、希土類等方性ボンド磁石を利用して構成されている。また、例１と例２は、磁石体積が同一となるように構成されている。

例１の表面磁束波形は、例２および例３の表面磁束波形と比較して、正弦波波形に近似している。これにより、内周面８角柱形状の永久磁石によれば、内周面円柱形状の磁石よりも、コギングトルクを低減することができることが分かる。

また、例１の誘起電圧値を基準値１とすると、同一磁石体積の例２の誘起電圧値は０．８８となる。さらに、磁石体積が１．１６倍の例３の誘起電圧値は０．９８となる。この結果から、内周面８角柱形状の磁石によれば、内周面円柱形状の磁石よりも、高誘起電圧となることが分かる。

また、例１の効率を基準値１とすると、同一磁石体積の例２の効率は０．９６となる。さらに、磁石体積が１．１６倍の例３の効率は０．９８となる。この結果から、内周面８角柱形状の永久磁石によれば、内周面円柱形状の永久磁石よりも高効率となることが分かる。

次に、永久磁石１の凹部１５の円弧半径Ｒを４ｍｍ以上の円弧形状とすることにより、最薄肉部１７の強度を確保することができる理由について説明する。

図７乃至図９は、永久磁石１の凹部１５の円弧半径Ｒと、永久磁石内部最大応力との関係を、最厚肉部の厚み毎に示す図である。なお、この図７乃至図９においては、最厚肉部の厚み２ｍｍの永久磁石を一点鎖線で、最厚肉部の厚み３ｍｍの永久磁石を点線で、最厚肉部の厚み４ｍｍの永久磁石を実線で示している。また、図７は永久磁石の外周面の直径を３０ｍｍとして、図８は永久磁石の外周面の直径を４０ｍｍとして、図９は磁石の外周面の直径を５０ｍｍとして、示している。

外周面の直径３０ｍｍとした場合には、図７に示すように、最厚肉部の厚みが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのいずれも、円弧半径Ｒ＝０ｍｍでは２５ＭＰａ乃至３０ＭＰａの磁石内部最大応力が生じている。そして、Ｒが０ｍｍ乃至４ｍｍの間で磁石内部最大応力が急激に下降し、Ｒが４ｍｍ以上では１５ＭＰａ以下となっている。

また、外周面の直径４０ｍｍとした場合には、図８に示すように、円弧半径Ｒ＝０ｍｍでは、最厚肉部の厚みが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍの間で、磁石内部最大応力にバラつきがある。しかし、最厚肉部の厚み２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのいずれも、Ｒが０ｍｍ乃至４ｍｍの間で磁石内部最大応力が急激に下降し、断面半径４ｍｍ以上では１５ＭＰａ以下となっている。

また、外周面の直径５０ｍｍとした場合には、図９に示すように、円弧半径Ｒ＝０ｍｍでは、最厚肉部の厚みが２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍの間で、磁石内部最大応力にバラつきがある。しかし、最厚肉部の厚み２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍのいずれも、Ｒが０ｍｍ乃至４ｍｍの間で磁石内部最大応力が急激に下降し、Ｒが４ｍｍ以上では１５ＭＰａ以下となっている。

以上から、凹部１５の円弧半径Ｒを４ｍｍ以上とすれば、磁石内部最大応力を飛躍的に低減することができ、割れや欠けを防止するということができる。

また、図１０は、内周面８角柱形状の磁石と、内周面円柱形状の永久磁石とを、破壊荷重を比較して示す図である。

なお、この図１０においては、内周面の内接円直径を３６．９ｍｍとする正８角柱形状、外周面を直径４０．９ｍｍとする円柱形状とした永久磁石と、内周面を直径３７．９ｍｍとする円柱形状、外周面を直径４０．９ｍｍとする円柱形状とした永久磁石と、を比較している。

内周面８角柱形状の凹部１５の円弧半径Ｒ＝０ｍｍの永久磁石の破壊荷重は４．５Ｎであるのに対し、内周面円柱形状の永久磁石の破壊荷重は４５Ｎであり、約１０倍の差異が生じている。

これに対し、内周面８角柱形状の凹部１５の円弧半径Ｒ＝４ｍｍの永久磁石の破壊荷重は２０Ｎであり、内周面円柱形状の永久磁石の破壊荷重とは、約２倍程度の差異で収まる。このことから、凹部１５の円弧半径Ｒを４ｍｍ以上とすれば、破壊荷重を飛躍的に増大することができ、割れや欠けを防止するということができる。

また、さらに、内周面８角柱形状の凹部１５の円弧半径Ｒ＝９ｍｍの永久磁石の破壊荷重は３５Ｎであり、内周面円柱形状の永久磁石の破壊荷重とは、約１．３倍程度の差異で収まる。このことから、凹部１５の円弧半径Ｒを９ｍｍとすると、破壊荷重をさらに増大することができ、割れや欠けを防止するということができる。

なお、この凹部１５の円弧半径Ｒを９ｍｍ以上とすると、内周面８角柱形状は円柱形状に近づいてくることになり、永久磁石表面の磁束密度を正弦波波形にするというこの発明の効果を削減する結果となり好ましくない。したがって、この凹部１５の円弧半径Ｒは、４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲が好ましい。

次に、この発明に係る電気機器の例として、エアコン室内機、エアコン室外機、給湯器、空気清浄機について説明する。

図１１は、この発明の実施の形態における電気機器（エアコン室内機２１０）の構造説明図である。

図１１に示すように、エアコン室内機２１０の筐体２１１内にはモータ２０１が搭載されている。このモータ２０１の回転軸にはクロスフローファン２１２が取り付けられている。モータ２０１は、モータ駆動装置２１３により駆動される。モータ駆動装置２１３からの通電により、モータ２０１が回転し、それに伴いクロスフローファン２１２が回転する。そのクロスフローファン２１２の回転により、室内機用熱交換器（図示しない）によって空気調和された空気を室内に送風する。

ここで、モータ２０１は、上述した永久磁石１を利用したモータを適用する。これにより、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。そして、室内機への入力電流値を低下させても、高出力を得ることができ、消費電力削減の効果を得ることができる。

次に、図１２は、この発明の実施の形態における電気機器（エアコン室外機３０１）の構造説明図である。

図１２に示すように、エアコン室外機３０１は、筐体３１１の内部にモータ３０８を搭載している。このモータ３０８は回転軸にファン３１２を取り付けており、送風用ファンモータとして機能する。

エアコン室外機３０１は、筐体３１１の底板３０２に立設した仕切り板３０４により、圧縮機室３０６と熱交換器室３０９とに区画されている。圧縮機室３０６には圧縮機３０５が配設されている。熱交換器室３０９には熱交換器３０７および送風用ファンモータ３０８が配設されている。仕切り板３０４の上部には、電装部品箱３１０が配設されている。

送風用ファンモータ３０８は、電装部品箱３１０内に収容されたモータ駆動装置３０３により駆動されるモータ３０８の回転に伴い、送風ファン３１２が回転し、熱交換器３０７を通して熱交換器室３０９に送風する。ここで、モータ３０８は、上述した永久磁石１を利用したモータを適用する。これにより、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。そして、室内機への入力電流値を低下させても、高出力を得ることができ、消費電力削減の効果を得ることができる。

次に、図１３は、この発明の実施の形態における電気機器（給湯器３３０）の構造説明図である。

図１３に示すように、給湯器３３０の筐体３３１内には、モータ３３３が搭載される。このモータ３３３の回転軸にはファン３３２が取り付けられている。モータ３３３はモータ駆動装置３３４によって駆動される。モータ駆動装置３３４の通電により、モータ３３３が回転し、それに伴い、ファン３３２が回転する。そのファン３３２の回転により、燃料気化室（図示しない）に対して燃焼に必要な空気が送風される。ここでモータ３３３は、上述した永久磁石１を利用したモータを適用する。これにより、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。そして、給湯器への入力電流値を低下させても、高出力を得ることができ、消費電力削減の効果を得ることができる。

次に、図１４は、この発明の実施の形態における電気機器（空気清浄機３４０）の構造説明図である。

図１４に示すように、空気清浄機３４０の筐体３４１内にはモータ３４３が搭載されている。このモータ３４３の回転軸には空気循環用ファン３４２が取り付けられている。モータ３４３は、モータ駆動装置３４４によって駆動される。モータ駆動装置３４４からの通電により、モータ３４３が回転し、それに伴いファン３４２が回転する。そのファン３４２の回転により空気を循環する。ここで、モータ３４３は、上述した永久磁石１を利用したモータを適用する。これにより、コギングトルク、騒音、および、振動を低減することができる。そして、空気清浄機への入力電流値を低下させても、高出力を得ることができ、消費電力削減の効果を得ることができる。

なお、上述した説明においては、この発明に係る電気機器の例として、エアコン室内機、エアコン室外機、給湯器、空気清浄機を挙げているが、その他のモータを搭載する機器（たとえば各種情報機器や産業機器）にも適用できる。

また、上述した実施形態においては、８角柱形状のロータコア３と、その内周面が８角柱形状の永久磁石１とを備えているが、周方向に複数の磁極を有し、その内周面が磁極間毎に凹部を有する８角柱形状以外の多角柱形状の磁石を備える構成であればよい。

また、上述した実施形態において、永久磁石１を、等方性ボンド磁石、等方性焼結磁石、等方性フェライト磁石、異方性ボンド磁石、異方性焼結磁石、または、異方性フェライト磁石のいずれにより構成しても良い。

また、上述した実施形態においては、永久磁石１の凹部１５の断面が円弧形状とする構成を採用しているが、磁石１の凹部１５を面取りする構成を採用してもよい。

次に、図１５（ａ）はこの発明の実施の形態における他のモータのロータの平面図、図１５（ｂ）はその平面図を示している。このロータは、磁性材料からなる多角柱形状の中空部が形成されるロータコア４０３と、ロータコア４０３の中心部に配置されたシャフト４０２と、外周面が凸部を有する多角柱形状であり、その内周面が円筒形状の永久磁石４０１とからなる。この発明は、このロータを備えたいわゆるアウターロータ型モータに展開することも可能である。

この発明に係るモータは、コギングトルク、騒音、および振動を低減することができ、特に低騒音、低振動が要求されるエアコン室内機、エアコン室外機、給湯機、空気清浄機などに搭載されるファンモータ等のモータに有効である。

この発明の実施の形態におけるモータの斜視図 この発明の実施の形態におけるモータの平面図 （ａ）この発明の実施の形態のモータを構成するロータの平面図 （ｂ）この発明の実施の形態のモータを構成するロータの斜視図 永久磁石１の成形時の状況を示す説明図 永久磁石１の製造工程を示すフロー図 永久磁石の形状違いによるモータ性能の比較説明図 永久磁石形状の凹部１５の円弧半径Ｒと、永久磁石内部最大応力との関係を、最厚肉部の厚み毎に示す図（永久磁石外径３０ｍｍの場合） 永久磁石形状の凹部１５の円弧半径Ｒと、永久磁石内部最大応力との関係を、最厚肉部の厚み毎に示す図（永久磁石外径４０ｍｍの場合） 永久磁石形状の凹部１５の円弧半径Ｒと、永久磁石内部最大応力との関係を、最厚肉部の厚み毎に示す図（永久磁石外径５０ｍｍの場合） 永久磁石の形状違いによる破壊荷重の比較説明図 この発明の実施の形態における電気機器（エアコン室内機２１０）の構造説明図 この発明の実施の形態における電気機器（エアコン室外機３０１）の構造説明図 この発明の実施の形態における電気機器（給湯器３３０）の構造説明図 この発明の実施の形態における電気機器（空気清浄機３４０）の構造説明図 （ａ）この発明の実施の形態における他のモータのロータの平面図（ｂ）この発明の実施の形態における他のモータのロータの斜視図 従来のモータにおける永久磁石の形状違いによる表面磁束波形を示す説明図

１ 磁石
２ シャフト
３ ロータコア
１０ ダイ
１１ コア
１２ 上パンチ
１３ 下パンチ
１５ 凹部
１６ 最大肉厚部
１０１ ロータ
１０２ 電気巻線
１０３ ステータ
２０１ モータ
２１０ エアコン室内機
２１１ 筐体
２１２ クロスフローファン
２１３ モータ駆動装置
３０１ エアコン室外機
３０２ 底板
３０３ モータ駆動装置
３０４ 仕切り板
３０５ 圧縮機
３０６ 圧縮機室
３０７ 熱交換器室
３０８ モータ
３０９ 熱交換器室
３１０ 電装部品箱
３１１ 筐体
３１２ ファン
３３０ 給湯器
３３１ 筐体
３３２ ファン
３３３ モータ
３３４ モータ駆動装置
３４０ 空気清浄機
３４１ 筐体
３４２ ファン
３４３ モータ
３４４ モータ駆動装置
４０１ 磁石
４０２ シャフト
４０３ ロータコア

Claims (6)

1. 磁性材料よりなる多角柱形状のロータコアと前記ロータコアの外周面に永久磁石を有するロータと、前記ロータの外周面に対向し電気巻線を有するステータよりなり、
   前記永久磁石は、前記多角柱形状の各々の角部に対応する位置に断面が円弧形状の凹部を備え、
   前記凹部と隣接する凹部との中間位置に最厚肉部を有し、前記最厚肉部が磁極中心となるように着磁され、
   前記永久磁石は、希土類系のボンド磁石であって、断面の外周が直径３０〜５０ｍｍの円形で、前記最厚肉部の肉厚が２〜４ｍｍであり、前記断面が円弧形状の凹部において最薄肉部を形成し、
   前記円弧形状の円弧半径は、４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲であることを特徴とする永久磁石モータ。
2. 請求項１に記載の永久磁石モータであって、
   前記多角柱形状は、８角柱形状である永久磁石モータ。
3. 請求項１または２に記載の永久磁石モータを搭載した電気機器。
4. 請求項３に記載の電気機器であって、
   前記電気機器は、エアコン室内機、エアコン室外機、給湯器、または、空気清浄機のいずれかである電気機器。
5. 永久磁石モータに使用される永久磁石の製造方法であって、
   前記永久磁石モータは、磁性材料よりなる多角柱形状のロータコアと前記ロータコアの外周面に前記永久磁石を有するロータと、前記ロータの外周面に対向し電気巻線を有するステータよりなり、
   前記永久磁石は、希土類系のボンド磁石であって、断面の外周面は直径３０〜５０ｍｍの円形で内周面は前記ロータコアの外周面に密着する多角柱形状であり、前記多角柱形状の各々の角部に対応する位置に断面が円弧形状の凹部を備え、前記凹部と隣接する凹部との中間位置に最厚肉部を有し、前記断面が円弧形状の凹部において最薄肉部を形成し、前記最厚肉部の肉厚が２〜４ｍｍであり、かつ前記円弧形状の円弧半径は、４ｍｍ乃至９ｍｍの範囲であり、
   前記製造方法は、
   円柱状の貫通孔が形成されたダイと、前記貫通孔と同軸の中心軸を有する多角柱形状のコアとの間に、磁石粉末を充填する磁石粉末充填ステップと、
   前記充填された磁石粉末を上パンチと下パンチとにより圧縮成形を行う圧縮成形ステップと、
   前記圧縮成形ステップにより成形された磁石粉末に対して所定の保持圧力を加える保持圧力加圧ステップと、
   前記上パンチと前記下パンチとにより前記成形された磁石粉末に前記所定の保持圧力を加えた状態で、前記上パンチと前記下パンチによる加圧方向と平行方向でかつ同一方向に前記ダイおよび前記コアを移動させて所定形状の永久磁石を前記ダイおよび前記コアから露出させる移動ステップと、
   を含むことを特徴とする永久磁石の製造方法。
6. 請求項５に記載の永久磁石の製造方法であって、
   前記永久磁石は、前記最厚肉部が磁極中心となるように着磁される永久磁石の製造方法。