JPH09131009A - 永久磁石回転子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 漏洩磁束を抑制するために外周部にスリット
を設けても、リラクタンストルクを利用できる永久磁石
回転子を提供すること。 【解決手段】 回転子鉄心２の円周状に設けられた磁石
挿入孔４に界磁用永久磁石５を配設すると共に、磁石挿
入孔４の外周に形成された環状鉄心部にスリット６を設
けた永久磁石回転子において、スリット６を磁石挿入孔
４に対向する外周部に設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、冷蔵庫やエアコ
ンの圧縮機駆動用のブラシレスモータなどに使用される
永久磁石回転子に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、エアコンの圧縮機モータなどに
は、回転数の制御が容易な永久磁石回転子を用いたブラ
シレスモータが一般的に使用されている。図１７は特開
平６−１８９４８１号公報に開示されたブラシレスモー
タの永久磁石回転子の平面断面図である。以下に、この
永久磁石回転子について説明する。

【０００３】図において、１は回転子、２は回転子鉄
心、３は回転子軸挿入孔、４は磁石挿入孔、５は前記磁
石挿入孔４に挿入される界磁用永久磁石である。回転子
鉄心２は、外周部２ａ、内周部２ｂおよび連結部２ｃと
から成り、これらは一体打抜き加工された鋼板を積層す
ることにより構成されている。６は前記回転子鉄心２の
外周部２ａに周方向に連ねて配置されるスリットであ
る。

【０００４】上記のような従来の永久磁石回転子におい
ては、回転子鉄心２の外周部２ａに広幅の鉄心部分が存
在するために、鉄心を構成する鋼板の打ち抜きの際に鋼
板が変形することなく、その結果鉄心の外径精度が良好
となって切削加工が不要となり、製作上の工数が大幅に
低減できる。また、前記外周部２ａに複数のスリット６
を設けたために、外周部２ａが広幅にも拘らず周方向へ
の磁束の流れが規制され、漏洩磁束の増加が抑制され
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来のブラシレスモー
タの永久磁石回転子は以上のように構成されているの
で、隣接する界磁用永久磁石５間の磁束の漏洩を抑制す
るため、回転子鉄心２の連結部２ｃの径方向延長線上に
もスリット６を設けているので、図１８に示す主磁束の
通るｄ軸磁路と電気角で９０度位相のずれたｑ軸磁路の
磁気抵抗が大きくなり、後述するリラクタンストルクを
利用して高負荷時の効率を向上させることができないと
いう問題点があった。

【０００６】また、従来の永久磁石回転子は、スリット
６が回転子鉄心２の外周部２ａに設けられた閉じた孔形
状のものであり、径方向両端のブリッジ部が薄くなり、
回転子鉄心の製作時の打ち抜き性が悪いという問題点も
あった。

【０００７】この発明は、回転子鉄心の外径の切削加工
が不要で、かつ、ｑ軸磁路の磁気抵抗が小さくリラクタ
ンストルクが利用できると共に、回転子鉄心の打ち抜き
性の良い永久磁石回転子を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の永久磁石回転
子は、回転子鉄心の円周状に設けられた磁石挿入孔に界
磁用永久磁石を配設すると共に、磁石挿入孔の外周に形
成された環状鉄心部にスリットを設けた永久磁石回転子
において、スリットを磁石挿入孔に対向する外周部に設
けたことを特徴とする。

【０００９】請求項２の永久磁石回転子は、請求項１記
載のものにおいて、少なくとも界磁用永久磁石の両端に
対向する外周部にスリットを設けたことを特徴とする。

【００１０】請求項３の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットの方向を、
回転子の軸中心と界磁用永久磁石の中心を結ぶ線に平行
に設けたことを特徴とする。

【００１１】請求項４の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットの方向を、
回転子の中心軸と界磁用永久磁石の中心を結ぶ線とスリ
ットの中心線の交点が回転子表面よりも外になるように
設けたことを特徴とする。

【００１２】請求項５の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、界磁用永久磁石は、
平板状磁石であることを特徴とする。

【００１３】請求項６の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、界磁用
永久磁石側に開口していることを特徴とする。

【００１４】請求項７の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、固定子
と回転子間に存在する空隙側に開口していることを特徴
とする。

【００１５】請求項８の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、開口部
のない空孔状であることを特徴とする。

【００１６】請求項９の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、界磁用
永久磁石側と空隙側に開口し、中央部にブリッジ部を有
することを特徴とする。

【００１７】請求項１０の永久磁石回転子は、請求項１
または請求項２記載のものにおいて、スリットに非磁性
体を充填したことを特徴とする。

【００１８】請求項１１の永久磁石回転子は、請求項１
または請求項２記載のものにおいて、スリットが周方向
に漸次ずれるように回転子鉄心を積層したことを特徴と
する。

【００１９】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．以下、この発明の実施の形態１を図につ
いて説明する。図１はこの発明の実施の形態１による永
久磁石回転子の平面断面図である。図において、１は回
転子、２は回転子鉄心、３は回転子軸挿入孔、４は磁石
挿入孔である。５は界磁用永久磁石であり、Ｎ極とＳ極
とが交互になるように配置されている。前記回転子鉄心
２は、外周部２ａ、内周部２ｂおよび連結部２ｃとから
成り、これらは一体打ち抜き加工された鋼板を積層する
事により構成されている。６は前記回転子鉄心２の外周
部２ａに配置される界磁永久磁石側が開口したスリット
である。

【００２０】実施の形態１の動作の説明に先立ち、図１
の回転子を用いるＤＣブラシレスモータのメイントルク
と補助的なリラクタンストルクについて記述する。リラ
クタンストルクは、回転子の位置によって、磁気抵抗が
違い、固定子巻線による磁束が、流れやすい位置と、流
れにくい位置がある場合、回転子は、流れやすい位置
（磁気的に安定な位置）に動こうとする力が働く。これ
がリラクタンストルクである。図１６のような従来の技
術では、連結部２ｃ延長上にもスリットがあるため、こ
の位置（ｑ軸）の磁気抵抗が高く、回転子位置による磁
気抵抗の差が小さい。よってこの形状ではリラクタンス
トルクは小さい。

【００２１】このタイプのＤＣブラシレスモータの場
合、リラクタンストルクは補助的なトルクでメイントル
クは、マグネット磁束と巻線電流との積により発生する
（ＢＩＬトルク）。図２は、このＢＩＬトルクが最大と
なる固定子巻線電流と、回転子との位置関係で、マグネ
ットの中心軸と、電流通電相の中心が一致した位置であ
る。

【００２２】一方リラクタンストルクは、この位置では
上記での磁気的に安定な位置にあたり、働かない。理論
的には、図３のように電流がマグネット中心に対して電
気角で４５°（４極モータでは機械角２２．５°）すす
ませた位置が最大となる。よってリラクタンストルク＋
ＢＩＬトルクの全トルクは図４のように、０°〜４５°
の間にピークがあり、この位置になるように電流位相を
制御する。具体的には、このタイプのモータの場合、回
転子の位置を固定子巻線に誘起される誘起電圧のゼロク
ロスで判断し、そのゼロクロスをもとに、通電タイミン
グを制御している。最適通電タイミングは実験結果をも
とに決定され、周波数、電流値毎のデータをマイコンに
持たせ制御される。

【００２３】スリット６は、回転子鉄心２の外周部２ａ
の中、界磁用永久磁石５に対向する部分にのみ配置さ
れ、かつ界磁用永久磁石５に対向する外周部２ａの両端
には必ずスリット６が配置されている。界磁用永久磁石
５に対向する外周部２ａの両端には必ずスリット６が配
置されているので、磁極間での磁束の漏れが抑制され効
率の低下を防止できる。

【００２４】図１の永久磁石回転子の場合、スリット６
は、回転子鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石
５に対向する部分にのみ配置されているので、いわゆる
ｑ軸磁路の磁気抵抗はスリット６の影響を受けず、固定
子巻線による磁束が通りやすい。したがってリラクタン
ストルクを利用することができ、特に高負荷時の効率向
上につながる。

【００２５】また、この実施の形態１では、回転子鉄心
２の外周部２ａにおいてスリット６の開口部を外周部２
ａの径方向内側に設けてあるので、回転子外周部におけ
る媒質との間の摩擦抵抗が少なく、媒質との摩擦抵抗に
起因する効率低下を防ぐことができる。また、組立時に
界磁用永久磁石５を挿入する際、各々のスリット片が押
さえバネとしての役割を果たすため、加工誤差を吸収し
て円滑な挿入が行え、生産性が向上する。さらに、界磁
用永久磁石間の漏れ磁束は回転子外径側のブリッジ部を
通ることにより、短絡磁路長が若干長くなることによっ
ても効率が向上する。

【００２６】また、本実施の形態１のスリット６は界磁
永久磁石側が開口し、ブリッジ部は回転子外周側のみに
形成されるので、従来の技術で説明した両端にブリッジ
部があるものに比較してブリッジ部が厚い。そのため回
転子鉄心製作時の打ち抜き性が向上するという効果も奏
する。

【００２７】なお図１では、スリット６断面形状を長方
形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限ら
れものではない。スリット角部分を円弧形状に加工して
も、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等であ
る。

【００２８】実施の形態２．以下、この発明の実施の形
態２を図について説明する。図５はこの発明の実施の形
態２による永久磁石回転子の平面断面図である。本実施
の形態は、実施の形態１の構成に加え、スリット６部に
非磁性体充填物７を充填したものである。このように構
成された回転子においては、充填物に非磁性体を用いて
いるので、何も充填しない実施の形態１の場合と比較し
て、磁気的な特性はほとんど同一である。

【００２９】本実施の形態２は、実施の形態１が奏する
組立時に界磁用永久磁石５を挿入する際に各々のスリッ
ト片が押さえバネとしての役割を果たすため、加工誤差
を吸収して円滑な挿入が行え、生産性が向上する、とい
う効果が期待できない反面、機械的強度を大幅に向上さ
せることができる。本実施の形態２における非磁性体と
しては、接着剤等をスリット６全体に充填しても良く、
あるいは非磁性体の金属や樹脂成型物を接着あるいは挟
み込んでもよい。ただし、エアコン用圧縮機モータのよ
うにフロン雰囲気中で使用する場合など、周囲の雰囲気
との間での化学的性質を確かめてから使用することはも
ちろんである。

【００３０】なお図４では、スリット６断面形状を長方
形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限ら
れるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工し
ても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等であ
る。

【００３１】実施の形態３．以下、この発明の実施の形
態３を図について説明する。図６はこの発明の実施の形
態３による永久磁石回転子の平面断面図である。本実施
の形態３ではスリット６が回転子鉄心２の外周部２ａの
径方向外側に開口している点が実施の形態１と異なる。

【００３２】本実施の形態３においても、スリット６
は、回転子鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石
５に対向する部分にのみ配置されているので、いわゆる
ｑ軸磁路は確保されており、したがってリラクタンスト
ルクを利用することができ、特に高負荷時の効率向上に
つながる。また、前記外周部２ａのうち、前記界磁用永
久磁石５に対向する部分の両端には必ずスリット６を配
置するようにしたので、磁極間での磁束の漏れが規制さ
れ効率の低下を抑制できる。

【００３３】また、本実施の形態３では、回転子鉄心２
の外周部２ａにおいてスリット６の開口部を外周部２ａ
の径方向外側に設けてあるので、スリット６がファンの
役目を果たすため、回転子１がより冷却されやすい構造
となっている。また、圧縮機用モータのように冷媒を移
動させる目的の回転機においては、スリット６部分によ
るポンピング効果により冷媒移動効率が高められる。

【００３４】また、本実施の形態３のスリット６は空隙
側が開口し、ブリッジ部は界磁永久磁石側のみに形成さ
れるので、従来の技術で説明した両端にブリッジ部があ
るものに比較してブリッジ部が厚く、回転子鉄心製作時
の打ち抜き性が向上するという効果も奏する。

【００３５】なお図６では、スリット６断面形状を長方
形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限ら
れるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工し
ても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等であ
る。

【００３６】実施の形態４．以下、この発明の実施の形
態４を図について説明する。図７はこの発明の実施の形
態４による永久磁石回転子の平面断面図である。本実施
の形態は実施の形態３の構成に加え、スリット６部に非
磁性体充填物７を充填したものである。このように構成
された回転子１においては、充填物に非磁性体を用いて
いるので、何も充填しない実施の形態４の場合と比較し
て、磁気的な特性はほとんど同一である。

【００３７】本実施の形態においては、実施の形態３が
奏するスリット６がファンの役目を果たすことによる回
転子冷却効果、あるいはスリット６部ポンピング効果に
よる冷媒移動効率向上という効果が期待できない反面、
機械的強度を大幅に向上させることができる。上記実施
例における非磁性体としては、接着剤等をスリット６全
体に充填しても良く、あるいは非磁性の金属や樹脂成型
物を接着あるいは挟み込んでもよい。ただし、エアコン
用圧縮機モータのようにフロン雰囲気中で使用する場合
など、周囲の雰囲気との間での化学的性質を確かめてか
ら使用することはもちろんである。

【００３８】なお図６では、スリット６断面形状を長方
形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限ら
れるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工し
ても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等であ
る。

【００３９】実施の形態５．以下、この発明の実施の形
態５を図について説明する。図８はこの発明の実施の形
態５による永久磁石回転子の平面断面図である。本実施
の形態５ではスリット６が回転子鉄心２の外周部の内部
に形成されて開口部がない点が上記実施の形態と異な
る。

【００４０】本実施の形態では、スリット６は、回転子
鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石５に対向す
る部分にのみ配置されているので、いわゆるｑ軸磁路は
確保されており、したがってリラクタンストルクを利用
することができ、特に高負荷時の効率向上につながる。
また、前記外周部２ａのうち、前記界磁用永久磁石５に
対向する部分の両端には必ずスリット６を配置するよう
にしたので、磁極間での磁束の漏れが規制され効率の低
下を抑制できる。

【００４１】また、本実施の形態では、回転子鉄心２の
外周部２ａにおいてスリット６は開口部を持たず、外周
部２ａの内部に設けられている。そのため、回転子外周
部２ａにおいては媒質との間の摩擦抵抗が少ない構造と
なっている。

【００４２】なお図７では、スリット６断面形状を長方
形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限ら
れるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工し
ても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等であ
る。

【００４３】実施の形態６．以下、この発明の実施の形
態６を図について説明する。図９はこの発明の実施の形
態６による永久磁石回転子の平面断面図である。本実施
の形態は実施の形態５の構成に加え、スリット６部に非
磁性体充填物７を充填したものである。このように構成
された回転子１においては、充填物に非磁性体を用いて
いるので、何も充填しない実施の形態５の場合と比較し
て、磁気的な特性はほとんど同一である。

【００４４】本実施の形態においては、実施の形態５と
比較して機械的強度を大幅に向上させることができる。
上記実施例における非磁性体としては、接着剤等をスリ
ット６全体に充填しても良く、あるいは非磁性の金属や
樹脂成型物を接着あるいは挟み込んでもよい。ただし、
エアコン用圧縮機モータのようにフロン雰囲気中で使用
する場合など、周囲の雰囲気との間での化学的性質を確
かめてから使用することはもちろんである。

【００４５】なお図８では、スリット６断面形状を長方
形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限ら
れるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工し
ても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等であ
る。

【００４６】実施の形態７．以下、この発明の実施の形
態７を図について説明する。図１０はこの発明の実施の
形態７による永久磁石回転子の平面断面図である。本実
施の形態７ではスリット６が径方向内側と外側の双方に
設けられ、ブリッジ部が中央に形成されている点が上記
実施の形態と異なる。

【００４７】本実施の形態では、スリット６は、回転子
鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石５に対向す
る部分にのみ配置されているので、いわゆるｑ軸磁路は
確保されており、したがってリラクタンストルクを利用
することができ、特に高負荷時の効率向上につながる。
また、前記外周部２ａのうち、前記界磁用永久磁石５に
対向する部分の両端には必ずスリット６を配置するよう
にしたので、磁極間での磁束の漏れが規制され効率の低
下を抑制できる。

【００４８】また、本実施の形態では、回転子鉄心２の
外周部２ａにおいてスリット６の開口部を外周部２ａの
径方向内側と径方向外側との双方に設けてあるので、回
転子１外側に設けられたスリット６がファンの役目を果
たし、回転子１がより冷却されやすい構造となってい
る。圧縮機用モータのように冷媒を移動させる目的の回
転機においては、スリット６部分によるポンピング効果
により冷媒移動効率が高められる。さらに、組立時に界
磁用永久磁石５を挿入する際、回転子１内側に設けられ
た各々のスリット片が押さえバネとしての役割を果たす
ため、加工誤差を吸収して円滑な挿入が行え、生産性が
向上する。さらに、界磁用永久磁石５間の短絡磁路長が
若干長くなることによっても効率が向上する。

【００４９】なお図１０では、スリット６断面形状を長
方形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限
られるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工
しても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等で
ある。

【００５０】実施の形態８．以下、この発明の実施の形
態８を図について説明する。図１１はこの発明の実施の
形態８による永久磁石回転子の平面断面図である。本実
施の形態は実施の形態７の構成に加え、スリット６部に
非磁性体充填物７を充填したものである。このように構
成された回転子１においては、充填物に非磁性体を用い
ているので、何も充填しない実施の形態７の場合と比較
して、磁気的な特性はほとんど同一である。

【００５１】本実施の形態においては、実施の形態３が
奏する回転子１外側スリット６がファンの役目を果たす
ことによる回転子冷却効果、スリット６部ポンピング効
果による冷媒移動効率向上効果、あるいは組立時に界磁
用永久磁石５を挿入する際に各々のスリット片が押さえ
バネとしての役割を果たすため、加工誤差を吸収して円
滑な挿入が行え、生産性が向上する、という効果が期待
できない反面、実施例７．と同等の磁気特性を保ったま
まで機械的強度を大幅に向上させることができる。上記
実施例における非磁性体としては、接着剤等をスリット
６全体に充填しても良く、あるいは非磁性の金属や樹脂
成型物を接着あるいは挟み込んでもよい。ただし、エア
コン用圧縮機モータのようにフロン雰囲気中で使用する
場合など、周囲の雰囲気との間での化学的性質を確かめ
てから実施することはもちろんである。

【００５２】なお図１１では、スリット６断面形状を長
方形に描いているが、スリット６断面形状は長方形に限
られるものではない。スリット角部分を円弧形状に加工
しても、あるいは楕円形などとしてもその効果は同等で
ある。

【００５３】実施の形態９．以下、この発明の実施の形
態９を図について説明する。図１２はこの発明の実施の
形態９による永久磁石回転子の側面図である。回転子側
の構成は実施の形態１と同様であるため説明は省略す
る。この実施の形態において、回転子の平面断面図は図
６もしくは図９と同一である。すなわち、平面断面内に
おける挙動としては実施の形態３あるいは実施の形態７
と同一の説明により、同様の磁気的、物理的効果を持
つ。

【００５４】本実施の形態においては上記に加え、回転
子１製作時に回転子鉄心２の外周部２ａの径方向外側に
設けられたスリット６に対し、軸方向に漸次ずらして積
層している。そのため、スリット６に起因するパーミア
ンス変化により回転時に生じるトルクリップルを低減さ
せる効果がある。また、圧縮機用モータなど媒質を移動
させる目的で使用する回転機においては、回転子１の回
転によりスリット６部分でポンピング効果が現れ、媒質
を移動させる効率が向上する。あるいは、回転子冷却用
の冷媒を軸方向に通過させる構造を持つ回転機において
は、軸方向への冷媒の移動をより生じやすくすることが
でき、冷却効率を高めることができる。

【００５５】本実施の形態は、図６と図９の回転子につ
いて説明したが、スリットの形状、スリットの方向、界
磁用永久磁石５の形状に拘らず適用可能である。

【００５６】実施の形態１０．以下、この発明の実施の
形態１０を図について説明する。図１３はこの発明の実
施の形態１０による永久磁石回転子の平面断面図であ
る。本実施の形態におけるスリット６は回転子１の回転
中心軸と極磁中心を結ぶ線に平行に設けている。

【００５７】本実施の形態において、スリット６は、回
転子鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石５に対
向する部分にのみ配置されているので、いわゆるｑ軸磁
路は確保されており、したがってリラクタンストルクを
利用することができ、特に高負荷時の効率向上につなが
る。また、前記外周部２ａのうち、前記界磁用永久磁石
５に対向する部分の両端には必ずスリット６を配置する
ようにしたので、磁極間での磁束の漏れが規制され効率
の低下を抑制できる。

【００５８】また、本実施の形態では、回転子鉄心２の
外周部２ａにおいてスリット６をそれぞれの磁極毎に回
転中心軸と磁極中心を結ぶ線に平行に設けているため、
磁束を磁極中心に集中させることで効率を高めることが
できる。

【００５９】また、本実施の形態では、回転子鉄心２の
外周部２ａにおいてスリット６の開口部を外周部２ａの
径方向内側に設けてあるので、実施例１．と同様に回転
子外周部における媒質との間の摩擦抵抗が少なく、媒質
との摩擦抵抗に起因する効率低下を防ぐことができる。
また、組立時に界磁用永久磁石５を挿入する際、各々の
スリット片が押さえバネとしての役割を果たすため、加
工誤差を吸収して円滑な挿入が行え、生産性が向上す
る。さらに、界磁磁石間の短絡磁路長が若干長くなるこ
とによっても効率が向上する。

【００６０】なおここでは実施の形態を明示しないが、
スリット６を各々平行にすることにより前述のような効
果が生じるのは、スリット６の開口部を外周部２ａの径
方向内側に設けた場合に限られることではなく、実施の
形態３と同様に外周部２ａの径方向外側に設けた場合、
実施の形態５と同様に外周部２ａの径方向内側、外側い
ずれにも設けない場合、実施の形態７と同様に外周部２
ａの径方向内側、外側いずれにも設けた場合、それぞれ
に対して同様の効果を生むものである。また、それぞれ
に対してスリット６に非磁性体を充填した場合には、実
施の形態２あるいは実施の形態４あるいは実施の形態６
あるいは実施の形態８に示した場合と同様の効果が生じ
ることはもちろんである。さらに、この図ではスリット
６断面形状を長方形に描いているが、スリット６断面形
状は長方形に限られるものではない。スリット角部分を
円弧形状に加工しても、あるいは楕円形などとしてもそ
の効果は同等である。

【００６１】実施の形態１１．以下、この発明の実施の
形態１１を図について説明する。図１４はこの発明の実
施の形態１１による永久磁石回転子の平面断面図であ
る。本実施の形態では、回転子鉄心２の外周部２ａに設
けられるスリット６は、それぞれの磁極毎に回転子中心
軸と界磁永久磁石５の磁極中心とを結ぶ線８とスリット
６の長辺の延長線９との交点が回転子１表面よりも外側
になるように構成されている。

【００６２】本実施の形態において、スリット６は、回
転子鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石５に対
向する部分にのみ配置されているので、いわゆるｑ軸磁
路は確保されており、したがってリラクタンストルクを
利用することができ、特に高負荷時の効率向上につなが
る。また、前記外周部２ａのうち、前記界磁用永久磁石
５に対向する部分の両端には必ずスリット６を配置する
ようにしたので、磁極間での磁束の漏れが規制され効率
の低下を抑制できる。

【００６３】また、本実施の形態では、回転子鉄心２の
外周部２ａにおいて、それぞれの磁極毎に回転中心軸と
磁極中心とを結ぶ線８とスリット６の長辺の延長線９と
の交点が回転子表面よりも外側にくるようにスリット６
を設けている。このことにより、磁束を磁極中心に集中
させることができ、効率を高めることができる。

【００６４】また本実施の形態では、回転子鉄心２の外
周部２ａにおいてスリット６の開口部を外周部２ａの径
方向内側に設けてあるので、実施の形態１と同様に回転
子外周部における媒質との間の摩擦抵抗が少なく、媒質
との摩擦抵抗に起因する効率低下を防ぐことができる。
また、組立時に界磁用永久磁石５を挿入する際、各々の
スリット片が押さえバネとしての役割を果たすため、加
工誤差を吸収して円滑な挿入が行え、生産性が向上す
る。さらに、界磁磁石間の短絡磁路長が若干長くなるこ
とによっても効率が向上する。

【００６５】なおここでは実施の形態を明示しないが、
それぞれの磁極毎に回転中心軸と磁極中心とを結ぶ線８
とスリット６の長辺の延長線９との交点が回転子表面よ
りも外側にくるようにスリットを設けることにより前述
のような効果が生じるのは、スリット６の開口部を外周
部２ａの径方向内側に設けた場合に限られることではな
く、実施の形態３と同様に外周部２ａの径方向外側に設
けた場合、実施の形態５と同様に外周部２ａの径方向内
側、外側いずれにも設けない場合、実施の形態７と同様
に外周部２ａの径方向内側、外側いずれにも設けた場
合、それぞれに対して同様の効果を生むものである。ま
た、それぞれに対してスリット６に非磁性体を充填した
場合には、実施の形態２あるいは実施の形態４あるいは
実施の形態６あるいは実施の形態８に示した場合と同様
の効果が生じることはもちろんである。さらに、この図
ではスリット６断面形状を長方形に描いているが、スリ
ット６断面形状は長方形に限られるものではない。スリ
ット角部分を円弧形状に加工しても、あるいは楕円形な
どとしてもその効果は同等である。

【００６６】実施の形態１２．以下、この発明の実施の
形態１２を図について説明する。図１５はこの発明の実
施の形態１２による永久磁石回転子の平面断面図であ
る。本実施の形態は実施の形態１の特殊な場合であり、
スリット６を各磁極の左右端部に対向する外周部２ａに
設けたものである。

【００６７】本実施の形態では、外周部２ａにおいて各
磁極に対しその両側に１つずつのみスリット６を設けて
いる。このような構成とした場合、電機子側の作る電機
子反作用磁束が回転子鉄心２の外周部２ａを通ることに
対する磁気抵抗を増加させる効果は実施の形態１と比較
して劣るものの、スリット６は回転子鉄心２の外周部２
ａと連結部２ｃとの接続部近傍に設けられてあるので、
磁石間の磁束の漏れを抑える効果がある。

【００６８】また、本実施の形態において、スリット６
は、回転子鉄心２の外周部２ａのうち、界磁用永久磁石
５に対向する部分にのみ配置されているので、いわゆる
ｑ軸磁路は確保されており、したがってリラクタンスト
ルクを利用することができ、特に高負荷時の効率向上に
つながる。

【００６９】また、本実施の形態では、回転子鉄心２の
外周部２ａにおいてスリット６の開口部を外周部２ａの
径方向内側に設けてあるので、回転子外周部における媒
質との間の摩擦抵抗が少なく、媒質との摩擦抵抗に起因
する効率低下を防ぐことができる。また、組立時に界磁
用永久磁石５を挿入する際、磁極中心に位置するスリッ
ト片が押さえバネとしての役割を果たすため、加工誤差
を吸収して円滑な挿入が行え、生産性が向上する。さら
に、界磁磁石間の短絡磁路長が若干長くなることによっ
ても効率が向上する。

【００７０】実施の形態１３．前記１２の各実施の形態
においては円弧状の磁石を用いた例を示したが、磁石形
状としてはこれに限られるものではなく、例えば平板状
等の他の形状のものを用いても構わない。平板状磁石を
用いた一実施の形態として、本発明における実施の形態
１３を図によって説明する。

【００７１】図１６は本発明の実施の形態１３を示す永
久磁石回転子の平面断面図である。回転子側の構成は実
施の形態１０と同様であるため説明は省略する。この実
施の形態は、実施の形態１０の界磁用永久磁石５形状を
円弧状から平板状に置き換えたものである。磁気特性的
には、界磁用永久磁石５の作る磁束の磁路を考えると実
施の形態１０の場合と同一である。すなわち、実施の形
態１０で述べた効果は本実施の形態においてもすべて同
様にみられる。実施の形態１０と比較して磁極中心部分
のスリット片の機械的強度面でやや劣るものの、磁石の
加工性が容易になることによりコストは低減され、また
界磁用永久磁石５挿入時の生産性は大幅に向上する。

【００７２】なお、この実施の形態は実施の形態１０の
界磁用永久磁石５形状を円弧状から平板状に置き換えた
ものであるが、実施の形態１〜実施の形態１２の全てに
おいて、同様に置き換えることができる。さらに、平板
状に限るものではない。

【００７３】本発明における回転子鉄心外周部２ａのス
リット６は、鋼板の打ち抜き時に同時に加工しても良
く、また、打ち抜かれた鋼板をレーザ加工あるいはウォ
ータージェット等で加工しても良い。すなわち加工方法
にエッチング、カッティングなどの手段を選ばない。

【００７４】

【発明の効果】請求項１の永久磁石回転子は、回転子鉄
心の円周状に設けられた磁石挿入孔に界磁用永久磁石を
配設すると共に、磁石挿入孔の外周に形成された環状鉄
心部にスリットを設けた永久磁石回転子において、スリ
ットを磁石挿入孔に対向する外周部に設けた構成にした
ので、リラクタンストルクを利用することができ、特に
高速回転時の効率を向上することができる。

【００７５】請求項２の永久磁石回転子は、請求項１記
載のものにおいて、少なくとも界磁用永久磁石の両端に
対向する外周部にスリットを設けた構成にしたので、磁
極間での磁束の漏れが抑制され効率の低下を防止でき
る。

【００７６】請求項３の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットの方向を、
回転子の軸中心と界磁用永久磁石の中心を結ぶ線に平行
に設けた構成にしたので、磁束を磁極中心に集中させる
ことができ効率を高めることができる。

【００７７】請求項４の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットの方向を、
回転子の中心軸と界磁用永久磁石の中心を結ぶ線とスリ
ットの中心線の交点が回転子表面よりも外になるように
設けた構成にしたので、さらに磁束を磁極中心に集中さ
せることができ効率を高めることができる。

【００７８】請求項５の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、界磁用永久磁石が、
平板状磁石であることにより、磁石の加工性が良好にな
ることにより価格が低減され、磁石の回転子鉄心への挿
入が容易になる。

【００７９】請求項６の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、界磁用
永久磁石側に開口している構成にしたので、スリット片
が押えバネの役割を果たし、加工誤差を吸収して磁石の
回転子鉄心への挿入が円滑に行えると共に、ブリッジ部
が片側のみで厚いため回転子鉄心の打ち抜き性が良い。

【００８０】請求項７の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、固定子
と回転子間に存在する空隙側に開口している構成にした
ので、回転子がより冷却されやすく、かつスリットによ
るポンピング効果により冷媒移動効率が高められる。

【００８１】請求項８の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、開口部
のない空孔状にしたので、回転子表面における媒質との
間の摩擦抵抗が少ない。

【００８２】請求項９の永久磁石回転子は、請求項１ま
たは請求項２記載のものにおいて、スリットは、界磁用
永久磁石側と空隙側に開口し、中央部にブリッジ部を有
する構成にしたので、スリット片が押えバネの役割を果
たし、加工誤差を吸収して磁石の回転子鉄心への挿入が
円滑に行えると共に、回転子がより冷却されやすく、か
つスリットによるポンピング効果により冷媒移動効率が
高められる。

【００８３】請求項１０の永久磁石回転子は、請求項１
または請求項２記載のものにおいて、スリットに非磁性
体を充填したので、機械的強度を大幅に向上させること
ができる。

【００８４】請求項１１の永久磁石回転子は、請求項１
または請求項２記載のものにおいてスリットが周方向に
漸次ずれるように回転子鉄心を積層したので、トルクリ
ップルを低減できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の実施の形態１による永久磁石回転
子の平面断面図である。

【図２】 この発明の実施の形態１による永久磁石回転
子を用いた回転機のトルク（主トルク）を説明する図で
ある。

【図３】 この発明の実施の形態１による永久磁石回転
子を用いた回転機のトルク（リラクタンストルク）を説
明する図である。

【図４】 この発明の実施の形態１による永久磁石回転
子を用いた回転機の界磁永久磁石と固定子電流の位相と
各トルクの関係を示す図である。

【図５】 この発明の実施の形態２による永久磁石回転
子の平面断面図である。

【図６】 この発明の実施の形態３による永久磁石回転
子の平面断面図である。

【図７】 この発明の実施の形態４による永久磁石回転
子の平面断面図である。

【図８】 この発明の実施の形態５による永久磁石回転
子の平面断面図である。

【図９】 この発明の実施の形態６による永久磁石回転
子の平面断面図である。

【図１０】 この発明の実施の形態７による永久磁石回
転子の平面断面図である。

【図１１】 この発明の実施の形態８による永久磁石回
転子の平面断面図である。

【図１２】 この発明の実施の形態９による永久磁石回
転子の側面図である。

【図１３】 この発明の実施の形態１０による永久磁石
回転子の平面断面図である。

【図１４】 この発明の実施の形態１１による永久磁石
回転子の平面断面図である。

【図１５】 この発明の実施の形態１２による永久磁石
回転子の平面断面図である。

【図１６】 この発明の実施の形態１３による永久磁石
回転子の平面断面図である。

【図１７】 従来の永久磁石回転子の平面断面図であ
る。

【図１８】 従来の永久磁石回転子のｄ軸磁路、ｑ軸磁
路を示す図である。

【符号の説明】

１ 回転子、２ 回転子鉄心、４ 磁石挿入孔、５ 界
磁用永久磁石、６ スリット、７ 非磁性体充填物。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 康巨 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 米谷 晴之 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 大穀 晃裕 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内 (72)発明者 阪部 茂一 東京都千代田区丸の内二丁目２番３号 三 菱電機株式会社内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転子鉄心の円周状に設けられた磁石挿
   入孔に界磁用永久磁石を配設すると共に、前記磁石挿入
   孔の外周に形成された環状鉄心部にスリットを設けた永
   久磁石回転子において、前記スリットを前記磁石挿入孔
   に対向する外周部に設けたことを特徴とする永久磁石回
   転子。
2. 【請求項２】 少なくとも磁石挿入孔の両端に対向する
   外周部に前記スリットを設けたことを特徴とする請求項
   １記載の永久磁石回転子。
3. 【請求項３】 スリットの方向を、回転子の軸中心と界
   磁用永久磁石の中心を結ぶ線に平行に設けたことを特徴
   とする請求項１または請求項２記載の永久磁石回転子。
4. 【請求項４】 スリットの方向を、回転子の中心軸と界
   磁用永久磁石の中心を結ぶ線と前記スリットの中心線の
   交点が前記回転子表面よりも外になるように設けたこと
   を特徴とする請求項１または請求項２記載の永久磁石回
   転子。
5. 【請求項５】 界磁用永久磁石は、平板状磁石であるこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２記載の永久磁石
   回転子。
6. 【請求項６】 スリットは、界磁用永久磁石側に開口し
   ていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   永久磁石回転子。
7. 【請求項７】 スリットは、固定子と回転子間に存在す
   る空隙側に開口していることを特徴とする請求項１また
   は請求項２記載の永久磁石回転子。
8. 【請求項８】 スリットは、開口部のない空孔状である
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の永久磁
   石回転子。
9. 【請求項９】 スリットは、界磁用永久磁石側と空隙側
   に開口し、中央部にブリッジ部を有することを特徴とす
   る請求項１または請求項２記載の永久磁石回転子。
10. 【請求項１０】 スリットに非磁性体を充填したことを
    特徴とする請求項１または請求項２記載の永久磁石回転
    子。
11. 【請求項１１】 スリットが周方向に漸次ずれるように
    回転子鉄心を積層したことを特徴とする請求項１または
    請求項２記載の永久磁石回転子。