JP6330425B2 - Rotating electrical machine - Google Patents
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Description
本発明は、モータなどの回転電気機械に関するものである。 The present invention relates to a rotating electric machine such as a motor.
モータなどの回転電気機械では、ロータに永久磁石を備えたものがある。このような磁石には、高いエネルギー積を有するいわゆる希土類磁石が多く使われている。希土類磁石は、高温雰囲気において減磁の可能性があることから、ジスプロシウム等の重希土類元素を含む合金を用い減磁対策（保磁力の確保）を行うのが一般的である。しかし、ジスプロシウム等の重希土類元素は高価であるので、近年、粒界拡散させて減磁対策（保磁力の確保）を行う技術が実用化されている。そして、さらに重希土類元素を削減するために、磁石の表面の一部のみに重希土類元素が拡散した拡散領域を形成して、製造コストの低減を図った例がある（例えば特許文献１を参照）。 Some rotary electric machines such as motors have a permanent magnet in the rotor. For such a magnet, a so-called rare earth magnet having a high energy product is often used. Since rare earth magnets may be demagnetized in a high temperature atmosphere, it is common to take measures against demagnetization (ensure coercive force) using an alloy containing a heavy rare earth element such as dysprosium. However, since heavy rare earth elements such as dysprosium are expensive, in recent years, a technique for demagnetizing (securing coercivity) by diffusing grain boundaries has been put into practical use. Further, in order to further reduce heavy rare earth elements, there is an example in which a diffusion region in which heavy rare earth elements are diffused is formed only on a part of the surface of the magnet to reduce the manufacturing cost (see, for example, Patent Document 1). ).
しかしながら、表面に部分的な拡散領域を形成するのは製造上煩雑である。また、上記文献の例では拡散領域は磁束の大きな部分であるので、重希土類元素の拡散量を十分に多く確保する必要があり、重希土類元素の更なる低減が望まれる。 However, forming a partial diffusion region on the surface is complicated in manufacturing. Further, in the example of the above document, since the diffusion region is a portion where the magnetic flux is large, it is necessary to secure a sufficiently large diffusion amount of the heavy rare earth element, and further reduction of the heavy rare earth element is desired.
本発明は上記の問題に着目してなされたものであり、製造工程を煩雑にすることなく重希土類元素の使用量の低減を図ることを目的としている。 The present invention has been made paying attention to the above-described problems, and aims to reduce the amount of heavy rare earth elements used without complicating the manufacturing process.
上記の課題を解決するため、第１の発明は、
コイル（26）が巻回された複数のティース部（23）を有したステータ（20）と、
磁石（13）によって複数の磁極（P）が形成され、各磁極（P）の両端に磁気障壁（FB）が形成されたロータ（10）とを備え、
上記ロータ（10）は、上記磁石（13）の磁極面から外周までの幅が、磁極中心線（L1）から上記磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように、上記磁石（13）を配置する磁石用スロット（12）が形成され、
上記磁石（13）は、一方の磁極面に重希土類元素が粒界拡散させられるとともに、該重希土類元素が拡散させられた面が、上記ロータ（10）の外周側を向くように上記磁石用スロット（12）内に配置され、
上記磁石用スロット（12）は、上記磁石（13）の磁極面から外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように配置されていることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the first invention is
A stator (20) having a plurality of teeth (23) around which a coil (26) is wound;
A plurality of magnetic poles (P) formed by a magnet (13), and a rotor (10) having magnetic barriers (FB) formed at both ends of each magnetic pole (P);
The rotor (10) includes the magnet (13) so that the width from the magnetic pole surface to the outer periphery of the magnet (13) monotonously increases from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). Slots for magnets to be placed (12) are formed,
In the magnet (13), heavy rare earth elements are diffused at one magnetic pole surface, and the surface on which the heavy rare earth elements are diffused faces the outer peripheral side of the rotor (10). disposed in the slot (12) in,
The magnet slot (12) is arranged such that the width (WR) from the magnetic pole surface to the outer periphery of the magnet (13) monotonously increases from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). and said that you are.
この構成では、ロータ（10）において、磁石（13）の磁極面から外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように磁石（13）が配置される。磁石（13）をこのような配置とすることで、ステータ（20）からの磁束（F）の接線（Ft）は、磁石（13）の磁極面に平行な状態に近づいてくる。つまり、磁石（13）を貫通する磁束が低減する。 In this configuration, in the rotor (10), the width of the magnet (13) from the magnetic pole surface to the outer periphery (WR) is monotonically increased from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). ) Is arranged. By arranging the magnet (13) in this way, the tangent (Ft) of the magnetic flux (F) from the stator (20) approaches a state parallel to the magnetic pole surface of the magnet (13). That is, the magnetic flux penetrating the magnet (13) is reduced.
また、第２の発明は、
第１の発明の回転電気機械において、
磁気障壁部（18）の径方向幅とその外周部の径方向幅の合計の幅（Wb）は、上記ティース部（23）における磁束直交方向の幅（Wt）よりも大きいことを特徴とする回転電気機械。
In addition, the second invention,
In the rotary electric machine of the first invention,
The total width (Wb) of the radial width of the magnetic barrier portion (18) and the radial width of the outer peripheral portion thereof is larger than the width (Wt) of the teeth portion (23) in the direction perpendicular to the magnetic flux. Rotating electrical machine.
この構成では、磁石（13）内に入り込む磁束（F）があったとしても、その磁束（F）が磁石（13）を貫通しないようにできる。 In this configuration, even if there is a magnetic flux (F) entering the magnet (13), the magnetic flux (F) can be prevented from penetrating the magnet (13).
また、第３の発明は、
第１又は第２の発明において、
それぞれの磁石（13）は、平板状、又は上記ロータ（10）の軸心（O）に向かって凸の円弧状であることを特徴とする。
In addition, the third invention,
In the first or second invention,
Each magnet (13) has a flat plate shape or a circular arc shape convex toward the axis (O) of the rotor (10).
第１の発明によれば、磁石（13）を貫通する磁束が低減するので、磁石（13）の表面に近い部分に重希土類元素を拡散させればよく、重希土類元素（Ｄｙ等）の拡散量（拡散の深さ）を低減することが可能になる。したがって、本発明では、磁石（13）の一方の磁極面全体に重希土類元素を拡散させても、従来技術のように部分的に拡散領域を設けるものよりも、重希土類元素の使用量を低減することが可能になる。つまり、本発明では、磁極面全体に重希土類元素を拡散させることで製造工程の煩雑化を避けつつ、重希土類元素の使用量低減が可能になる。 According to the first invention, since the magnetic flux penetrating the magnet (13) is reduced, the heavy rare earth element may be diffused in a portion close to the surface of the magnet (13), and the diffusion of the heavy rare earth element (Dy, etc.). The amount (diffusion depth) can be reduced. Therefore, in the present invention, even if the heavy rare earth element is diffused over the entire one magnetic pole face of the magnet (13), the amount of heavy rare earth element used is reduced as compared with the case where a partial diffusion region is provided as in the prior art. It becomes possible to do. That is, in the present invention, the amount of heavy rare earth element used can be reduced while avoiding complication of the manufacturing process by diffusing heavy rare earth element over the entire magnetic pole face.
また、第２の発明によれば、磁束（F）が磁石（13）を貫通しないようにできるので、重希土類元素の使用量を、より低減することが可能になる。 Further, according to the second invention, since the magnetic flux (F) can be prevented from penetrating the magnet (13), it is possible to further reduce the amount of heavy rare earth element used.
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The following embodiments are essentially preferable examples, and are not intended to limit the scope of the present invention, its application, or its use.
《発明の実施形態１》
本発明の回転電気機械の一例としてモータを説明する。図１は、本発明の実施形態１に係るモータ（1）の横断面図である。このモータ（1）は、例えば空気調和機（図示は省略）の電動圧縮機に用いる。
Embodiment 1 of the Invention
A motor will be described as an example of the rotating electrical machine of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view of a motor (1) according to Embodiment 1 of the present invention. This motor (1) is used, for example, in an electric compressor of an air conditioner (not shown).
〈全体構成〉
モータ（1）は、ロータの内部に磁石が埋め込まれたモータ（いわゆるＩＰＭモータ）である。この例では、モータ（1）は、図１に示すように、ロータ（10）、ステータ（20）、及び駆動軸（40）を備え、上記電動圧縮機のケーシング（50）に収容されている。なお、以下において、軸方向とは、モータ（1）の回転軸方向であって、駆動軸（40）の軸心（O）の方向をいい、径方向とは、上記軸心（O）と直交する方向をいう。また、外周側とは、上記軸心（O）からより遠い側をいい、内周側とは、上記軸心（O）により近い側をいう。
<overall structure>
The motor (1) is a motor (so-called IPM motor) in which a magnet is embedded in a rotor. In this example, as shown in FIG. 1, the motor (1) includes a rotor (10), a stator (20), and a drive shaft (40), and is accommodated in the casing (50) of the electric compressor. . In the following, the axial direction is the direction of the rotation axis of the motor (1) and the direction of the axis (O) of the drive shaft (40), and the radial direction is the axis (O). The direction that is orthogonal. Further, the outer peripheral side means a side farther from the axis (O), and the inner peripheral side means a side closer to the axis (O).
〈ステータの構成〉
ステータ（20）は、図１に示すように、円筒状のステータコア（21）と、コイル（26）とを備えている。
<Structure of stator>
As shown in FIG. 1, the stator (20) includes a cylindrical stator core (21) and a coil (26).
ステータコア（21）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて図１の平面形状の積層板を作成し、多数枚の積層板を軸方向に積層した積層コアである。ステータコア（21）は、１つのバックヨーク部（22）と、複数（この例では６つ）のティース部（23）とを備えている。 The stator core (21) is a laminated core obtained by punching an electromagnetic steel sheet by press working to produce the planar laminated plate of FIG. 1 and laminating a large number of laminated plates in the axial direction. The stator core (21) includes one back yoke portion (22) and a plurality (six in this example) of teeth portions (23).
バックヨーク部（22）は、ステータコア（21）の外周部に形成された円環状の部分である。バックヨーク部（22）の外周がケーシング（50）の内面に固定されている。ティース部（23）は、バックヨーク部（22）の内周面から径方向に伸びる直方体状に形成された部分である。それぞれのティース部（23）の間には、コイル（26）が収容されるコイル用スロット（25）が形成されている。また、それぞれのティース部（23）は、内周側の面が円筒面に形成されている。ティース部（23）の円筒面は、ロータ（10）の外周面（円筒面）と所定の距離（エアギャップ（G））をもって対向している。 The back yoke portion (22) is an annular portion formed on the outer peripheral portion of the stator core (21). The outer periphery of the back yoke portion (22) is fixed to the inner surface of the casing (50). The teeth part (23) is a part formed in a rectangular parallelepiped shape extending in the radial direction from the inner peripheral surface of the back yoke part (22). Between each teeth part (23), the slot (25) for coils in which a coil (26) is accommodated is formed. In addition, each tooth portion (23) has an inner peripheral surface formed into a cylindrical surface. The cylindrical surface of the tooth portion (23) is opposed to the outer peripheral surface (cylindrical surface) of the rotor (10) with a predetermined distance (air gap (G)).
それぞれのティース部（23）には、いわゆる集中巻方式で、順に異なる相のコイル（26）が巻回され、各ティース部（23）において電磁石が形成される。巻回されたコイル（26）はコイル用スロット（25）内に収容されている。コイル（26）に通電すると、ロータ（10）に向かう磁束が形成される。なお、ここでは、ティース部（23）における磁束直交方向の幅をＷｔとする。 A coil (26) of different phases is wound around each tooth portion (23) in order by a so-called concentrated winding method, and an electromagnet is formed in each tooth portion (23). The wound coil (26) is accommodated in the coil slot (25). When the coil (26) is energized, a magnetic flux toward the rotor (10) is formed. Here, the width of the teeth portion (23) in the direction perpendicular to the magnetic flux is Wt.
〈ロータの構造〉
ロータ（10）は、図１に示すように円筒状の形態を有し、ロータコア（11）と、複数の永久磁石（13）（以下、単に磁石）とを備えている。図２は、ロータ（10）の構成を示す平面図である。また、図３は、ロータコア（11）の構成を示す平面図である。ロータコア（11）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて図３の平面形状の積層板を作成し、多数の積層板を軸方向に積層した積層コアである。ロータコア（11）の中心には、駆動軸（40）を取り付ける孔（14）が形成されている。
<Rotor structure>
The rotor (10) has a cylindrical shape as shown in FIG. 1, and includes a rotor core (11) and a plurality of permanent magnets (13) (hereinafter simply referred to as magnets). FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the rotor (10). FIG. 3 is a plan view showing the configuration of the rotor core (11). The rotor core (11) is a laminated core obtained by punching an electromagnetic steel sheet by press working to create a planar laminated plate of FIG. 3 and laminating a number of laminated plates in the axial direction. A hole (14) for attaching the drive shaft (40) is formed at the center of the rotor core (11).
ロータコア（11）には、磁極（P）毎に１つの磁石用スロット（12）が形成され、それぞれの磁石用スロット（12）に磁石（13）が装着されている。この例では、磁石用スロット（12）は、ロータコア（11）の軸心回りに９０°ピッチで配置されている。なお、磁石用スロット（12）の形状については、後に詳述する。 In the rotor core (11), one magnet slot (12) is formed for each magnetic pole (P), and a magnet (13) is mounted in each magnet slot (12). In this example, the magnet slots (12) are arranged at a 90 ° pitch around the axis of the rotor core (11). The shape of the magnet slot (12) will be described in detail later.
−磁石の構成−
本実施形態では、１つの磁石用スロット（12）には、２つの磁石（13）が配置される。それぞれの磁石（13）は、平板状である。また、それぞれの磁石（13）は、いわゆる希土類磁石であり、本実施形態ではネオジウム磁石（Nd-Fe-B焼結磁石）を採用している。そのため磁石（13）は、高温雰囲気での減磁を対策するために、重希土類元素が粒界拡散させられている。上記粒界に拡散させる重希土類元素としては、ジスプロシウム（元素記号：Ｄｙ）やテルビウム（元素記号：Ｔｂ）が挙げられる。そして、本実施形態では、磁石（13）の一方の磁極面（ただし一面全体）にのみ上記重希土類元素を粒界拡散させてある。また、磁石（13）は、上記重希土類元素が拡散させられた面（以下、拡散面）が、ロータ（10）の外周側を向くようにロータコア（11）に配置してある。なお、図２では、拡散面となる側の磁石（13）の磁極面にハッチングを付してある。
-Magnet configuration-
In the present embodiment, two magnets (13) are arranged in one magnet slot (12). Each magnet (13) has a flat plate shape. Each magnet (13) is a so-called rare earth magnet, and in this embodiment, a neodymium magnet (Nd—Fe—B sintered magnet) is employed. Therefore, in the magnet (13), heavy rare earth elements are diffused at grain boundaries in order to prevent demagnetization in a high temperature atmosphere. Examples of the heavy rare earth element diffused in the grain boundary include dysprosium (element symbol: Dy) and terbium (element symbol: Tb). In this embodiment, the heavy rare earth element is diffused at the grain boundary only on one magnetic pole surface (however, the entire surface) of the magnet (13). The magnet (13) is disposed on the rotor core (11) so that the surface on which the heavy rare earth element is diffused (hereinafter referred to as the diffusion surface) faces the outer peripheral side of the rotor (10). In FIG. 2, the magnetic pole surface of the magnet (13) on the diffusion surface side is hatched.
−磁石用スロット（12）の形状−
それぞれの磁石用スロット（12）は、ロータコア（11）を軸方向に貫通している。また、それぞれの磁石用スロット（12）は、磁石挿入部（19）と磁気障壁部（18）とから成る（図３参照）。この例の磁石挿入部（19）は、図３に示すように、ロータコア（11）の軸方向から見て、軸心（O）側が開のＶ字状である。一方、磁気障壁部（18）は、磁石挿入部（19）の両端に連続的に形成された部分であって、軸方向から見て、概ね長方形である。
-Shape of magnet slot (12)-
Each magnet slot (12) passes through the rotor core (11) in the axial direction. Each magnet slot (12) includes a magnet insertion portion (19) and a magnetic barrier portion (18) (see FIG. 3). As shown in FIG. 3, the magnet insertion portion (19) of this example is V-shaped with the axial center (O) side opened when viewed from the axial direction of the rotor core (11). On the other hand, the magnetic barrier portion (18) is a portion formed continuously at both ends of the magnet insertion portion (19), and is generally rectangular when viewed from the axial direction.
−磁石挿入部（19）−
磁石挿入部（19）は、該磁石挿入部（19）の外周側のエッジから、ロータコア（11）の外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）（後述）に向かって単調増加するように形成されている。なお、磁極中心線（L1）とは、ロータ（10）の軸心（O）と磁極中心（Pc）とを通る線である。これを図３で見ると、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かうにしたがって、磁石（13）の磁極面から外周までの幅（WR）がWr2からWr1へと単調増加している（Wr2＜Wr1）。
-Magnet insertion part (19)-
The magnet insertion portion (19) has a width (WR) from the outer peripheral edge of the magnet insertion portion (19) to the outer periphery of the rotor core (11), so that the magnetic pole center line (L1) to the magnetic barrier (FB) (described later) ) To increase monotonically. The magnetic pole center line (L1) is a line passing through the axis (O) of the rotor (10) and the magnetic pole center (Pc). When this is seen in FIG. 3, the width (WR) from the magnetic pole surface of the magnet (13) to the outer periphery (WR) monotonically increases from Wr2 to Wr1 as it goes from the magnetic pole center line (L1) to the magnetic barrier (FB). (Wr2 <Wr1).
これにより、ロータ（10）では、磁石（13）の磁極面から外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように磁石（13）が配置されることになる。磁石（13）をこのような配置とすることで、ステータ（20）からの磁束（F）の接線（Ft）は、磁石（13）の磁極面に平行な状態に近づいてくる（図２参照）。つまり、磁石（13）を貫通する磁束（F）が低減するのである。 As a result, in the rotor (10), the magnet (13) has a monotonically increasing width (WR) from the magnetic pole surface to the outer periphery of the magnet (13) from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). Will be placed. By arranging the magnet (13) in this way, the tangent (Ft) of the magnetic flux (F) from the stator (20) approaches a state parallel to the magnetic pole surface of the magnet (13) (see FIG. 2). ). That is, the magnetic flux (F) penetrating the magnet (13) is reduced.
そして、本実施形態では、磁石（13）を貫通する磁束（F）をより確実に低減させるために、磁石用スロット（12）の形状に工夫を更に加えてある。図２に示すように、磁極中心（Pc）側における磁石（13）の外周側の頂点Ａと、磁気障壁（FB）側における磁石（13）の内周側の頂点Ｂとを結ぶ線を線（L2）とする。そして、磁束（F）の接線（Ft）が磁極中心（Pc）から磁気障壁（FB）に向かうにしたがって線（L2）から離れていくように、磁石用スロット（12）の形状を定めてある。こうすることで、磁石（13）内に入り込む磁束（F）があったとしても、その磁束（F）が磁石（13）を貫通しないようにできる。 And in this embodiment, in order to reduce more reliably the magnetic flux (F) which penetrates a magnet (13), the device is further added to the shape of the slot (12) for magnets. As shown in FIG. 2, a line connecting the vertex A on the outer peripheral side of the magnet (13) on the magnetic pole center (Pc) side and the vertex B on the inner peripheral side of the magnet (13) on the magnetic barrier (FB) side is drawn. (L2). The shape of the magnetic slot (12) is determined so that the tangent line (Ft) of the magnetic flux (F) moves away from the line (L2) from the magnetic pole center (Pc) toward the magnetic barrier (FB). . By doing so, even if there is a magnetic flux (F) entering the magnet (13), the magnetic flux (F) can be prevented from penetrating the magnet (13).
−磁気障壁部（18）−
磁気障壁部（18）は、磁石用スロット（12）に磁石（13）を配置後も空隙である。すなわち、各磁極（P）では、磁極（P）の両端となる位置において磁気障壁（FB）が形成される。そして、本実施形態では、磁気障壁部（18）の径方向幅とその外周部の径方向幅の合計の幅（Wb）を、ティース部（23）の幅（Wt）以上にしてある（すなわち、Ｗｂ≧Ｗｔ）。
−Magnetic barrier (18) −
The magnetic barrier portion (18) remains a gap even after the magnet (13) is arranged in the magnet slot (12). That is, in each magnetic pole (P), a magnetic barrier (FB) is formed at a position that becomes both ends of the magnetic pole (P). In the present embodiment, the total width (Wb) of the radial width of the magnetic barrier portion (18) and the radial width of the outer peripheral portion thereof is equal to or greater than the width (Wt) of the tooth portion (23) (ie, , Wb ≧ Wt).
例えば、磁気障壁（FB）付近がティース部（23）からの磁束（F）によって磁気飽和状態となると磁束（F）は磁石（13）に回り込むことになる。このような磁気飽和は、特に、本実施形態のステータ（20）のように集中巻方式でコイル（26）が巻回されている場合に顕著になる。 For example, when the vicinity of the magnetic barrier (FB) becomes magnetically saturated by the magnetic flux (F) from the tooth portion (23), the magnetic flux (F) goes around the magnet (13). Such magnetic saturation is particularly prominent when the coil (26) is wound by the concentrated winding method as in the stator (20) of the present embodiment.
しかしながら、磁気障壁部（18）の径方向幅とその外周部の径方向幅の合計の幅（Wb）とティース部（23）の幅（Wt）とをこのように設定することで、ティース部（23）からの磁束（F）によって、磁気障壁（FB）において磁気飽和状態にならないようにできる。そのため、本実施形態では、磁石（13）に入り込む磁束（F）を低減することが可能になる。 However, by setting the total width (Wb) of the radial width of the magnetic barrier portion (18) and the radial width of the outer peripheral portion thereof and the width (Wt) of the teeth portion (23) in this way, the teeth portion The magnetic flux (F) from (23) prevents the magnetic barrier (FB) from becoming magnetically saturated. Therefore, in this embodiment, it is possible to reduce the magnetic flux (F) entering the magnet (13).
〈本実施形態における効果〉
図４は、外周側が開いたＶ字をなす磁石で各磁極が形成されたロータ（説明の便宜のため従来のロータと呼ぶ）である。また、図５は、磁極中心線（L1）に直行する平板状の磁石で各磁極が形成されたロータ（これも説明の便宜のため従来のロータと呼ぶ）である。これらの従来のロータでは、図４や図５に示すように、ステータからの磁束が磁石を貫通しやすい配置となっており、重希土類元素の拡散量を十分に多く確保する必要がある。具体的には、重希土類元素を深く拡散させる必要があるが、磁石全面において重希土類元素を深く拡散させると、重希土類元素の使用量が増大するし、部分的に深く拡散させるのは難しい作業である。
<Effect in this embodiment>
FIG. 4 shows a rotor (referred to as a conventional rotor for convenience of explanation) in which each magnetic pole is formed by a V-shaped magnet having an open outer peripheral side. FIG. 5 shows a rotor in which each magnetic pole is formed by a flat magnet perpendicular to the magnetic pole center line (L1) (also referred to as a conventional rotor for convenience of explanation). In these conventional rotors, as shown in FIG. 4 and FIG. 5, the magnetic flux from the stator is easy to penetrate the magnet, and it is necessary to secure a sufficiently large amount of heavy rare earth element diffusion. Specifically, heavy rare earth elements need to be deeply diffused. However, if heavy rare earth elements are diffused deeply on the entire surface of the magnet, the amount of heavy rare earth elements used increases, and it is difficult to partially diffuse deeply. It is.
これに対し本実施形態では、上記のように、磁石（13）を貫通する磁束（F）が減少する（図２を参照）。そのため、本実施形態では、磁石（13）の表面に近い部分に重希土類元素を拡散させればよく、重希土類元素（Ｄｙ等）の拡散量（拡散の深さ）を低減することが可能になる。したがって、本実施形態では、磁石（13）の一方の磁極面全体に重希土類元素を拡散させても、従来技術のように部分的に拡散領域を設けるものよりも、重希土類元素の使用量を低減することが可能になる。つまり、本実施形態では、磁極面全体に重希土類元素を拡散させることで製造工程の煩雑化を避けつつ、重希土類元素の使用量低減が可能になるのである。 On the other hand, in this embodiment, as described above, the magnetic flux (F) penetrating the magnet (13) is reduced (see FIG. 2). Therefore, in this embodiment, it is only necessary to diffuse the heavy rare earth element in a portion close to the surface of the magnet (13), and the diffusion amount (diffusion depth) of the heavy rare earth element (Dy or the like) can be reduced. Become. Therefore, in the present embodiment, even if the heavy rare earth element is diffused over the entire one magnetic pole face of the magnet (13), the amount of heavy rare earth element used is less than that in which a diffusion region is partially provided as in the prior art. It becomes possible to reduce. That is, in this embodiment, the amount of heavy rare earth elements used can be reduced while diffusing heavy rare earth elements over the entire magnetic pole surface while avoiding complication of the manufacturing process.
《発明の実施形態２》
図６は、実施形態２に係るロータの構成を示す平面図である。この例でも、１つの磁石用スロット（12）には、２つの磁石（13）が配置される。また、ロータコア（11）は、磁石用スロット（12）の外周側のエッジから、該ロータコア（11）の外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように、磁石用スロット（12）が形成されている。そのため本実施形態でも、ロータ（10）では、磁石（13）の磁極面から外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように磁石（13）が配置される。そして、本実施形態では、それぞれの磁石（13）は、ロータ（10）の軸心（O）に向かって凸の円弧状である。磁石（13）をこのような形状としたことで、磁石（13）内に入り込む磁束（F）をより確実に低減することが可能になる。すなわち、本実施形態においても、製造工程を煩雑化させることなく、重希土類元素の使用量低減が可能になる。
<< Embodiment 2 of the Invention >>
FIG. 6 is a plan view showing the configuration of the rotor according to the second embodiment. Also in this example, two magnets (13) are arranged in one magnet slot (12). In addition, the rotor core (11) has a width (WR) from the outer peripheral edge of the magnet slot (12) to the outer periphery of the rotor core (11) from the magnetic pole center line (L1) to the magnetic barrier (FB). Thus, a magnet slot (12) is formed so as to increase monotonously. Therefore, also in this embodiment, in the rotor (10), the magnet (13) has a magnet (13) whose width (WR) from the magnetic pole surface to the outer periphery monotonously increases from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). (13) is arranged. In the present embodiment, each magnet (13) has a circular arc shape convex toward the axis (O) of the rotor (10). Since the magnet (13) has such a shape, the magnetic flux (F) entering the magnet (13) can be more reliably reduced. That is, also in the present embodiment, it is possible to reduce the amount of heavy rare earth elements used without complicating the manufacturing process.
《その他の実施形態》
なお、ロータコア（11）やステータコア（21）は、圧粉磁心で形成してもよい。
<< Other Embodiments >>
The rotor core (11) and the stator core (21) may be formed of a dust core.
また、上記実施形態のロータ（10）は、発電機に適用してもよい。 The rotor (10) of the above embodiment may be applied to a generator.
また、コイル（26）は、分布巻方式で巻回してもよい。 The coil (26) may be wound by a distributed winding method.
本発明は、モータなどの回転電気機械として有用である。 The present invention is useful as a rotating electric machine such as a motor.
１ モータ（回転電気機械）
１０ ロータ
１２ａ 磁石用スロット
１３ 磁石
２０ ステータ
２３ ティース部
２６ コイル
Ｌ１ 磁極中心線
1 Motor (rotary electric machine)
DESCRIPTION OF
Claims (3)
磁石（13）によって複数の磁極（P）が形成され、各磁極（P）の両端に磁気障壁（FB）が形成されたロータ（10）とを備え、
上記ロータ（10）は、上記磁石（13）の磁極面から外周までの幅が、磁極中心線（L1）から上記磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように、上記磁石（13）を配置する磁石用スロット（12）が形成され、
上記磁石（13）は、一方の磁極面に重希土類元素が粒界拡散させられるとともに、該重希土類元素が拡散させられた面が、上記ロータ（10）の外周側を向くように上記磁石用スロット（12）内に配置され、
上記磁石用スロット（12）は、上記磁石（13）の磁極面から外周までの幅（WR）が、磁極中心線（L1）から磁気障壁（FB）に向かって単調増加するように配置されていることを特徴とする回転電気機械。 A stator (20) having a plurality of teeth (23) around which a coil (26) is wound;
A plurality of magnetic poles (P) formed by a magnet (13), and a rotor (10) having magnetic barriers (FB) formed at both ends of each magnetic pole (P);
The rotor (10) includes the magnet (13) so that the width from the magnetic pole surface to the outer periphery of the magnet (13) monotonously increases from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). Slots for magnets to be placed (12) are formed,
In the magnet (13), heavy rare earth elements are diffused at one magnetic pole surface, and the surface on which the heavy rare earth elements are diffused faces the outer peripheral side of the rotor (10). disposed in the slot (12) in,
The magnet slot (12) is arranged such that the width (WR) from the magnetic pole surface to the outer periphery of the magnet (13) monotonously increases from the magnetic pole center line (L1) toward the magnetic barrier (FB). dynamoelectric machine, characterized in that there.
磁気障壁部（18）の径方向幅とその外周部の径方向幅の合計の幅（Wb）は、上記ティース部（23）における磁束直交方向の幅（Wt）よりも大きいことを特徴とする回転電気機械。 The rotating electrical machine of claim 1,
The total width (Wb) of the radial width of the magnetic barrier portion (18) and the radial width of the outer peripheral portion thereof is larger than the width (Wt) of the teeth portion (23) in the direction perpendicular to the magnetic flux. Rotating electrical machine.
それぞれの磁石（13）は、平板状、又は上記ロータ（10）の軸心（O）に向かって凸の円弧状であることを特徴とする回転電気機械。 In claim 1 or claim 2,
Each of the magnets (13) has a flat plate shape or a circular arc shape convex toward the axis (O) of the rotor (10).
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