JPH1066285A - 永久磁石電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 冷凍圧縮機などに使用される永久磁石電動機
の回転子鉄心において、永久磁石の表面磁束を有効に活
用し、かつ工数が少なくコストの低い高効率電動機を提
供する。 【解決手段】 一体で打ち抜かれた鉄心と、鉄心に埋め
込まれた永久磁石により構成され、かつ永久磁石は幅方
向に着磁された板状のものを放射状に配置し、回転子鉄
心の内側に回り込む無効な磁束を防ぐため、隣り合う磁
石の内側を空間によってつないだものを一組とし、これ
を極数の半分配置する。これにより回転子鉄心は一体に
打ち抜くことができるため生産性が高く、永久磁石は両
側の磁束を有効に利用するため磁石量が少なく、かつ高
効率の電動機が提供できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は冷凍機用電動圧縮機
などに用いられる永久磁石電動機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、家電機器および産業機器などにお
いて、機器の高効率化が進み、それに伴ってより効率の
高い電動機が要求されるようになってきた。同時に、低
価格化が進む中、コストを下げかつ効率を上げることが
重要となってきている。これらの要求に対応するため、
回転子の永久磁石を鉄心の中に埋め込むことで永久磁石
飛散防止用のステンレスパイプを不要とし、部品点数削
減によるコストダウンとステンレスパイプに発生する渦
電流損をなくすことで効率アップが図れる磁石埋め込み
型の回転子を使用した電動機が用いられるようになって
きつつある。

【０００３】以下に従来の永久磁石電動機の回転子につ
いて説明する。図２は、従来の永久磁石電動機の回転子
の一例を示すものである。

【０００４】永久磁石２２を鉄心２５に埋め込んだ形式
の回転子である。本例において、永久磁石２２の外側が
極を形成している。したがって永久磁石２２の内側のＮ
極２１ｄから出た磁束は鉄心２５の継鉄部を通り永久磁
石２１の内側のＳ極２１ｃに戻る。電動機の回転に寄与
する磁束は永久磁石２１の外側のＮ極２１ａから出て固
定子歯部および継鉄部を通り永久磁石２２の外側のＳ極
２１ｂに戻る磁束だけであり、永久磁石の内側２１ｃか
ら出て隣り合う永久磁石の極の内側２１ｄに戻る磁束は
利用されていない。一般に永久磁石型電動機のトルクは
回転に寄与する部分の磁極の表面積に応じて大きくな
る。したがって、図２の永久磁石電動機の回転子は、永
久磁石の表面積を有効に利用していないという欠点を有
していた。

【０００５】上記欠点を解決するため、永久磁石の両側
を有効に利用した従来の一例として特開平４−２５５４
３９を図３に示す。

【０００６】図３において、回転方向に着磁された永久
磁石３２を放射状に配置し、隣り合う磁石の向かい合う
側３２ｅと３２ｆによりＮ極を、他方の磁石の向かい合
う側３２ｇと３２ｈによりＳ極を形成する。これによ
り、図２の従来例にくらべて回転に寄与する同量の磁束
を得るために約半分の磁石量ですむことになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図３の
従来の永久磁石電動機の場合、永久磁石３２のＮ極３２
ｅから出て、鉄心の内側３５を通り、同じ永久磁石のＳ
極３２ｇに戻る磁束を防ぐために、空間などの非磁性体
層３３を設ける必要がある。そのためにＮ極を形成する
ための回転子鉄心３１ａと、Ｓ極を形成するための回転
子鉄心３１ｂが別々になり、部品点数の増加につながっ
ていた。

【０００８】本発明はこのような従来の課題を解決する
ものであり、回転子鉄心を一体で打ち抜き、永久磁石の
両側を回転に寄与する磁束として利用する形状の永久磁
石を埋め込む形とすることにより磁石量を減らし、また
は同じ磁石量によりトルクを向上させ、高効率化を図る
と共に工数削減を行ってコスト削減を図るものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明においては、永久磁石の外側に強度を保ちかつ
磁束が大量に流れ込まない程度の幅のブリッジを設ける
ことにより、Ｎ極を形成する鉄心とＳ極を形成する鉄心
を一体として打ち抜くことが可能となり、その結果とし
て工数削減が可能となる。

【００１０】図１においては、各極を形成する鉄心が内
側１６ａと外側１６ｂによりつながれている。内側１６
ａはシャフト穴を貫通するシャフト１４を保持するため
に十分な強度が必要であるが、外側１６ｂは永久磁石表
面から出た磁束が固定子に回らずに短絡してしまうのを
防ぐため、十分に薄くする必要がある。

【００１１】ブリッジの幅と固定子鉄心にわたる磁束量
の関係を図４に示す。横軸はブリッジの幅を固定子と回
転子の間の空隙寸法を１として正規化した値、縦軸は固
定子鉄心にわたる磁束量をブリッジが無い場合、即ち図
３における従来例のような場合の磁束量を１として正規
化した値を示す。図４よりブリッジの幅が固定子と回転
子の間の空隙寸法と同等以下の場合は、ブリッジが無い
場合と比較しても９５％程度の磁束が固定子鉄心にわた
っていることがわかる。また、固定子と回転子の間の空
隙寸法以上のブリッジを設けた場合には磁束量が急減し
ていることがわかる。したがって、ブリッジの幅は固定
子と回転子の間の空隙寸法と同等以下であることが必要
である。一方、強度や加工精度の面からブリッジの幅は
鋼板の板厚の半分以上が必要である。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、鋼板積層体からなり中心を軸方向に貫通する軸穴を
有する筒状の回転子鉄心と、前記回転子鉄心に前記軸穴
を中心として放射状に埋設され、板厚方向に着磁された
複数の板状永久磁石とを有する回転子と、前記回転子の
外周面に一定の空隙をもって対向する内周面を有する固
定子とからなる永久磁石電動機であって、前記板状永久
磁石の外径側端部と前記回転子外周面との間（ブリッ
ジ）の寸法が前記鋼板板厚の２分の１以上でかつ回転子
外周面と固定子内周面の間の空隙寸法以下であり、隣り
合う片側の板状永久磁石の内径側端部どうしを連絡する
穴部を設けたものであり、板厚方向に着磁された板状永
久磁石のそれぞれの着磁面から出た磁束が回転子鉄心の
内径側を通り難くすることにより固定子鉄心に向かう磁
束を増やすように誘導することで磁束の利用効率を向上
させるという作用を有する。

【００１３】本発明の請求項２，６，８，１０，１２に
記載の発明は、板状永久磁石として希土類永久磁石を用
いたものであり、保持力の大きい磁石を使うことにより
磁石量をさらに低減させることができるという作用を有
する。

【００１４】本発明の請求項３に記載の発明は請求項１
または２記載の永久磁石電動機において、隣り合って埋
設された板状永久磁石の間に、着磁面が回転子の接線方
向と一致し、かつ回転子軸穴に対して同心に配置された
複数の板厚方向に着磁された板状永久磁石を埋設したも
のであり、永久磁石の表面積および幅を大きくなること
により大きなトルクを得ることができるという作用を有
する。

【００１５】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
３記載の永久磁石電動機において、着磁面が回転子の接
線方向と一致し、かつ回転子軸穴に対して同心に配置さ
れた複数の板厚方向に着磁された板状永久磁石の形状が
回転子内径側に向かって凸の円弧形状としたものであ
り、請求項３記載の永久磁石電動機よりもさらに永久磁
石の表面積を大きくとれるのでより大きなトルクを得る
ことができるという作用を有する。

【００１６】本発明の請求項５に記載の発明は、鋼板積
層体からなり中心を軸方向に貫通する軸穴を有する筒状
の回転子鉄心と、前記回転子鉄心に前記軸穴を中心とし
て放射状に埋設され、板厚方向に着磁された複数の板状
永久磁石とを有する回転子と、前記回転子の外周面に一
定の空隙をもって対向する内周面を有する固定子とから
なる永久磁石電動機であって、前記板状永久磁石の外径
側端部と前記回転子外周面との間（ブリッジ）の寸法が
前記鋼板板厚の２分の１以上でかつ回転子外周面と固定
子内周面の間の空隙寸法以下であり、隣り合う片側の板
状永久磁石の内径側端部どうしを連絡する非磁性体のス
ペーサを埋設したものであり、回転子鉄心の機械的強度
を向上させることができるという作用を有する。

【００１７】本発明の請求項７に記載の発明は、鋼板積
層体からなり中心を軸方向に貫通する軸穴を有する筒状
の回転子鉄心と、２枚の板厚方向に着磁された板状永久
磁石をそれぞれ片側の端部が密着するようＶ字形状に組
み合わせ、複数個をＶ字開口側が外周方向となるように
前記軸穴を中心として放射状に埋設した回転子と、前記
回転子の外周面に一定の空隙をもって対向する内周面を
有する固定子とからなる永久磁石電動機であって、前記
板状永久磁石の外径側端部と前記回転子外周面との間
（ブリッジ）の寸法が前記鋼板板厚の２分の１以上でか
つ回転子外周面と固定子内周面の間の空隙寸法以下とし
たものであり、回転子鉄心の内径側に穴部を設ける必要
が無いのでその分磁石表面積が大きくとれるという作用
を有する。

【００１８】本発明の請求項９に記載の発明は、鋼板積
層体からなり中心を軸方向に貫通する軸穴を有する筒状
の回転子鉄心と、断面が円弧形状で板厚方向に着磁され
た複数個の板状永久磁石を回転子内径側が凸になるよう
に同心に配置埋設した回転子と、前記回転子の外周面に
一定の空隙をもって対向する内周面を有する固定子とか
らなる永久磁石電動機であって、前記板状永久磁石の外
径側端部と前記回転子外周面との間（ブリッジ）の寸法
が前記鋼板板厚の２分の１以上でかつ回転子外周面と固
定子内周面との間の空隙寸法以下としたものであり、磁
石の数が半分ですむので材料、および加工費を低減でき
るという作用を有する。

【００１９】本発明の請求項１１に記載の発明は、鋼板
積層体からなり中心を軸方向に貫通する軸穴を有する筒
状の回転子鉄心と、板厚方向に着磁された複数個の板状
永久磁石を着磁面が回転子の接線方向と一致するように
同心に配置して埋め込んだ回転子と、前記回転子の外周
面に一定の空隙をもって対向する内周面を有する固定子
とからなる永久磁石電動機であって、前記板状永久磁石
の端部と前記回転子外周面との間（ブリッジ）の寸法が
前記鋼板板厚の２分の１以上でかつ回転子外周面と固定
子内周面との間の空隙寸法以下としたものであり、少な
い磁石量で加工し易い形状の磁石を極数の半分用いれば
よいのでコスト削減に有利であるという作用を有する。

【００２０】本発明の請求項１３に記載の発明は、請求
項１，３，４，５，７，８または１１の永久磁石電動機
において、回転子に板状永久磁石を埋め込むかわりに、
その空間に非磁性体でかつ電気絶縁体である物質を充填
したものであり、回転子鉄心にかしめのための加工を施
すことなく回転子鉄心積層体を造ることができるという
作用を有する。

【００２１】本発明の請求項１４に記載の発明は、請求
項１，３，４，５，７，８，１１または１３の永久磁石
電動機において、永久磁石または非磁性体かつ電気絶縁
体の充填物質の配置を回転子周方向で不等間隔に配置し
たものであり、トルク脈動の低減が可能であるという作
用を有する。

【００２２】本発明の請求項１５に記載の発明は、請求
項１４の永久磁石電動機において永久磁石または非磁性
体かつ電気絶縁体の充填物質の配置を回転子周方向で、
最大で１８０／Ｎ度（Ｎは固定子スロット数と回転子着
磁極数の最小公倍数である）等間隔位置からずらしたも
のであり効果的にトルク脈動を低減することができると
いう作用を有する。

【００２３】本発明の請求項１６に記載の発明は、請求
項１，３，４，５，７，８，１１、１３または１４記載
の永久磁石電動機において、回転子鉄心の外径を、極の
中心付近を大きく、極と極の境を小さくして不等ギャッ
プとしたものであり、トルク脈動の低減が可能であると
いう作用を有する。

【００２４】本発明の請求項１７に記載の発明は、請求
項１，３，４，５，７，８，１１，１３，１４または１
６記載の永久磁石電動機において電流位相制御を行った
ものであり、リラクタンストルクの有効利用が図れると
いう作用を有する。

【００２５】本発明の請求項１８に記載の発明は、請求
項１７の永久磁石電動機において、電流位相角を１５度
以上２５度以下の範囲で進める制御を行ったものであ
り、リラクタンストルクを特に有効に利用できるという
作用を有する。

【００２６】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。

【００２７】（実施例１）図１は、本発明の一実施例に
おける冷凍圧縮機用永久磁石電動機の６極の回転子の断
面図である。１２は幅方向に着磁された永久磁石であ
り、回転子鉄心１５に埋め込まれ、シャフト穴にはシャ
フト１４が圧入される。鉄心の内側に回転には無効な磁
束が流れ込むことを防ぐため、隣り合う２つの永久磁石
の内端を空間１３でつないでいる。永久磁石１２の外端
には、鋼板の板厚の半分以上であり、かつ固定子内周面
と回転子外周面の間の空隙寸法と同等以下の幅の鋼板に
よるブリッジ１６ｂが設けられている。

【００２８】一般に、永久磁石電動機の特性向上のため
には、回転に寄与する磁石の表面積を大きく確保するこ
とが大切であり、磁気特性がほぼ線形に推移する領域、
即ち１．２テスラ程度より低い領域で使用する場合、ト
ルクと磁石表面積はほぼ比例関係に有る。以下、円弧型
埋め込み磁石の回転子の場合と、本発明におけるラジア
ル型埋め込み磁石の回転子の場合の磁石表面積を比較す
る。

【００２９】図２は従来例の円弧型埋め込み磁石を示す
ものである。回転子の半径をｒ、積み厚をＬ、極数をＰ
とした時、回転子の一極あたりの磁石表面積は２πｒＬ
／Ｐとなる。

【００３０】一方図１に示すラジアル型埋め込み磁石の
場合、磁石の径方向の長さをＤとすると、一極あたりの
磁石表面積は極数に関係なく２ＤＬとなる。なお、Ｄは
回転子内径，外径、および空間１３の幅により制限され
る。空間１３は磁束の回転子鉄心内側への回り込みを防
ぐために十分な幅が必要であり、磁石の強さにもよる
が、固定子と回転子の間の空隙の約３倍以上の幅が確保
されることが望ましい。本発明における回転子について
は、Ｄ≒２ｒ／３である。この場合円弧型埋め込み磁石
の回転子一極あたりの磁石表面積は６．３ｒＬ／Ｐであ
り、ラジアル埋め込み型磁石の回転子一極あたりの磁石
表面積は１．３ｒＬである。

【００３１】以上のことから６極以上の時ラジアル型埋
め込み磁石が、円弧型埋め込み磁石よりも表面積が大き
くなることがわかる。したがって、６極以上の場合に本
発明を適用することが効果的であり、この場合従来例に
対して磁石量を半分にすることができる。

【００３２】また、永久磁石として残留磁化，保持力の
大きい希土類磁石を用いることにより、磁石量をさらに
低減可能である。希土類磁石は、フェライト磁石と比較
して残留磁化が２〜３倍程度有り、表面積を小さくする
ことができ、板厚も低減可能であるため、４極の場合で
も磁石量が１０分の１程度で、従来の円弧型埋め込み磁
石で、フェライト磁石を用いた場合と同等の特性を保つ
ことができる。

【００３３】また、６極の場合、積厚を半分程度に小さ
くすることも可能であり、小型化および電磁鋼板の使用
量削減にも寄与することができる。

【００３４】また、図５のようにラジアル型埋め込み磁
石５２１に加えて、逆円弧型埋め込み磁石５２２を設け
ることにより、永久磁石の表面積および幅を大きくする
効果があり、より大きなトルクを得ることができる。永
久磁石の形状は、逆円弧型に限らず、径方向に垂直な板
状の磁石などを用いることもできる。

【００３５】空間５３はアルミニウムなどからなる非磁
性体のスペーサであってもよい。 （実施例２）図６は本発明の第２の実施例における冷凍
圧縮機用永久磁石電動機の６極の回転子の断面図であ
る。６２は永久磁石であり回転子鉄心６５に埋め込まれ
ている。回転子鉄心６５には軸方向中心にシャフト穴が
設けられシャフト６４が圧入されている。回転子鉄心の
内側に回転に寄与しない磁束が流れ込むことを防止する
ため、隣り合う２つの磁石の内端を密着させてある。永
久磁石６２の外端には鋼板の板厚の半分以上でかつ固定
子内周面と回転子外周面の間の空隙と同等以上の幅の鋼
板によるブリッジ６６ｂが設けられている。

【００３６】動作原理は、実施例１と同じであるが、本
例では回転子鉄心の内側に空間が無いのでその分磁石表
面積が大きくとれる。また、実施例１の場合空間の幅に
よっては回転子鉄心内側に回り込む無効な磁束が発生す
る場合があるが、本例においてはそれは発生しない。

【００３７】有限要素法を用いた磁界解析の結果、実施
例１と比較して本例は、同じ電流，回転速度において約
１．２倍のトルクが発生している。

【００３８】図６においては回転子鉄心の内側の打ち抜
き部分全てに永久磁石が埋め込まれているが、空間また
は非磁性体層を設けてもよい。図７は７３ａ，７３ｂに
空間を設けている。この場合６枚の永久磁石全てが同じ
形状となり、加工性，組立性が向上する。また、磁石の
大きさも出力により任意に決定できるという特徴があ
る。

【００３９】また、永久磁石に希土類磁石を用いること
により、磁石量をさらに低減可能である。

【００４０】（実施例３）図８は、本発明の第３の実施
例における冷凍圧縮機用永久磁石電動機の６極の回転子
の断面図である。８２は永久磁石であり回転子鉄心８５
に埋め込まれている。回転子鉄心８５には軸方向中心に
シャフト穴が設けられシャフト８４が圧入されている。
永久磁石８２は円弧の中心からラジアル方向に着磁され
た逆円弧型磁石を極数の半分使用する。永久磁石８２の
外端には鋼板の板厚の半分以上でかつ固定子内周面と回
転子外周面の間に空隙と同等以下の幅の鋼板によるブリ
ッジ８６ｂが設けられている。磁石の円弧の内側の極８
２ｉから出た磁束により、８１ａがＮ極を形成し、固定
子歯部，継鉄部を通り、Ｓ極を形成する８１ｂに入り、
磁石の円弧の外側の極８２ｊに戻る。

【００４１】同じ着磁状態の円弧型の磁石，極数の半分
あれば良く、従来例，実施例１，実施例２と比較して磁
石の数が半分で良いので、材料および加工費の削減が図
れるという利点がある。

【００４２】円弧の曲率半径を小さくすることにより、
磁石表面積を増加させることもできる。本例の場合、１
個の磁石は中心角１２０度の円弧であり、実施例２と比
較して同じ電流，回転速度においてほぼ同等のトルクが
発生している。

【００４３】また、永久磁石に希土類磁石を用いること
により磁石量をさらに低減可能である。

【００４４】（実施例４）図９は本発明の第４の実施例
における冷凍圧縮機用永久磁石電動機の６極の回転子の
断面図である。９２は永久磁石であり回転子鉄心９５に
埋め込まれている。回転子鉄心９５には軸方向中心にシ
ャフト穴が設けられシャフト９４が圧入されている。永
久磁石９２の外端には鋼板の板厚の半分以上でかつ固定
子内周面と回転子外周面の間の空隙と同等以上の幅の鋼
板によるブリッジ９６ｂが設けられている。永久磁石
は、幅方向に着磁された板状のものを極数の半分、径方
向に垂直に配置してある。

【００４５】永久磁石９２のＮ極９２ｉから出る磁束に
より９１ａはＮ極を形成し、固定子歯部，継鉄部を通
り、磁石が埋め込んでない部分９１ｂに磁束が入る。こ
の部分によりＳ極が形成されている。

【００４６】本例は少ない磁石量で加工し易い形状の磁
石を極数の半分用いれば良くコスト削減に有効である。
特に、永久磁石に希土類磁石を用いた場合、磁石量およ
び磁石加工費が大幅に低減される。

【００４７】実施例１と比較して同じ電流，回転速度に
おいてほぼ同等のトルクが発生している。

【００４８】上記全ての実施例において、ボルト締め用
や回転子の表面磁束密度を調整するなどの理由により穴
を設けてもよい。

【００４９】回転子鉄心の内側の打ち抜き部分全てが永
久磁石である必要も無く、空間部または非磁性体部があ
ってもよい。実施例２における図７の７３ａ，７３ｂの
ように空間を設けることができる。この際、空間に樹脂
などの非磁性体でかつ電気絶縁体を埋め込むことによ
り、独立した穴を設けることなく回転子鉄心をかしめる
ことができる。また、冷凍圧縮機用として使用される場
合には耐冷媒性に優れたＰＢＴ樹脂やＰＥＴ樹脂を用い
て一体成形することにより、かしめのための加工を回転
子鉄心に施す必要が無く、回転子の磁路を妨げることも
無い。

【００５０】また、永久磁石または非磁性体部の固定子
に対向した外端は等間隔になるように配置する必要はな
く、固定子歯部との位置関係により、等間隔からずらす
ことによりトルクの脈動の低減が可能である。この時、
固定子のスロット数と回転子の極数の最少公倍数をＮと
した時、永久磁石の外端を最大で１８０／Ｎ度等間隔か
らずらして配置するのが効果的である。

【００５１】また、図１０のように回転子鉄心の外径
を、極の中心で大きく、極と極の境で小さくして不等ギ
ャップとすることによりトルク脈動の低減が可能であ
る。

【００５２】また、着磁方向は幅方向に限ることはな
い。上記全ての実施例において、固定子と回転子が対向
しているため、固定子巻線による磁束が回転子に入り易
く、リラクタンストルクが発生し易い。電流位相を進め
ることによりリラクタンストルクの有効利用が図れる。
図１１に、実施例１の回転子における電流位相とトルク
との関係を示した。図１１より、２０度程度位相をずら
すことにより約１０％トルクが高くなることがわかる。
最適電流位相は電流値によって異なるが電流位相を１５
〜２５度進めることにより本発明の電動機においてリラ
クタンストルクを有効に利用できる。特に、図１０のよ
うに固定子と回転子の間を不等ギャップとした場合、固
定子に対向する回転子の鋼板の部分の空隙が狭く、固定
子巻線により発生した磁束が回転子に入り易いために特
にリラクタンストルクを有効に利用できる。

【００５３】

【発明の効果】上記実施例から明らかなように、請求項
１記載の発明によれば、隣り合う片側の板状永久磁石の
内径側端部どうしの間を穴部としたことで、この部分を
流れる回転に寄与しない磁束をなくすことができるので
永久磁石の表面磁束を有効に利用することができる。

【００５４】請求項５記載の発明によれば、隣り合う片
側の板状永久磁石の内径側端部どうしの間を非磁性体の
スペーサとしたことで、この部分を流れる回転に寄与し
ない磁束をなくすことができるので永久磁石の表面磁束
を有効に利用することができると同時に穴部が剛体であ
るスペーサで埋まっているので回転子の機械的強度を向
上させることができる。

【００５５】請求項７記載の発明によれば、２枚の板厚
方向に着磁された板状永久磁石をそれぞれ片側の端部が
密着するようＶ字形状に組み合わせ、複数個をＶ字開口
側が外周方向となるように前記軸穴を中心として放射状
に埋設したことにより、回転子鉄心の内径側に穴部を設
ける必要が無いのでその分磁石表面積が大きくとれるの
でより効率の良い電動機とすることができる。

【００５６】請求項９記載の発明によれば、断面が円弧
形状で板厚方向に着磁された複数個の板状永久磁石を回
転子内径側が凸になるように同心に配置埋設したことに
より、磁石の数が半分ですむので材料、および加工費を
低減できる。

【００５７】請求項１１記載の発明によれば、板厚方向
に着磁された複数個の板状永久磁石を着磁面が回転子の
接線方向と一致するように同心に配置して埋め込んだこ
とにより、少ない磁石量で加工し易い形状の磁石を極数
の半分用いればよいのでコスト削減に有利である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す永久磁石電動機の回転子
の断面図

【図２】従来の永久磁石電動機の回転子の断面図

【図３】従来の他の永久磁石電動機の回転子の断面図

【図４】本発明におけるブリッジの幅と磁束量の関係を
示す図

【図５】本発明の他の実施例を示す永久磁石電動機の回
転子の断面図

【図６】本発明のさらに他の実施例を示す永久磁石電動
機の回転子の断面図

【図７】本発明のさらに他の実施例を示す永久磁石電動
機の回転子の断面図

【図８】本発明のさらに他の実施例を示す永久磁石電動
機の回転子の断面図

【図９】本発明のさらに他の実施例を示す永久磁石電動
機の回転子の断面図

【図１０】本発明のさらに他の実施例を示す永久磁石電
動機の回転子の断面図

【図１１】本発明における回転子の電流位相とトルクの
関係を表す図

【符号の説明】

１１ａ 回転子のＮ極 １１ｂ 回転子のＳ極 １２ 永久磁石 １３ 空間 １４ シャフト １５ 回転子鉄心 １６ｂ ブリッジ

Claims (18)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】鋼板積層体からなり中心を軸方向に貫通す
   る軸穴を有する筒状の回転子鉄心と、前記回転子鉄心に
   前記軸穴を中心として放射状に埋設され、板厚方向に着
   磁された複数の板状永久磁石とを有する回転子と、前記
   回転子の外周面に一定の空隙をもって対向する内周面を
   有する固定子とからなる永久磁石電動機であって、前記
   板状永久磁石の外径側端部と前記回転子外周面との間
   （ブリッジ）の寸法が前記鋼板板厚の２分の１以上でか
   つ回転子外周面と固定子内周面の間の空隙寸法以下であ
   り、隣り合う片側の板状永久磁石の内径側端部どうしを
   連絡する穴部を設けたことを特徴とする永久磁石電動
   機。
2. 【請求項２】板状永久磁石として希土類永久磁石を用い
   たことを特徴とする請求項１記載の永久磁石電動機。
3. 【請求項３】隣り合って埋設された板状永久磁石の間
   に、着磁面が回転子の接線方向と一致し、かつ回転子軸
   穴に対して同心に配置された複数の板厚方向に着磁され
   た板状永久磁石を埋設したことを特徴とする請求項１ま
   たは２記載の永久磁石電動機。
4. 【請求項４】着磁面が回転子の接線方向と一致し、かつ
   回転子軸穴に対して同心に配置された複数の板厚方向に
   着磁された板状永久磁石の形状が回転子内径側に向かっ
   て凸の円弧形状であることを特徴とする請求項３記載の
   永久磁石電動機。
5. 【請求項５】鋼板積層体からなり中心を軸方向に貫通す
   る軸穴を有する筒状の回転子鉄心と、前記回転子鉄心に
   前記軸穴を中心として放射状に埋設され、板厚方向に着
   磁された複数の板状永久磁石とを有する回転子と、前記
   回転子の外周面に一定の空隙をもって対向する内周面を
   有する固定子とからなる永久磁石電動機であって、前記
   板状永久磁石の外径側端部と前記回転子外周面との間
   （ブリッジ）の寸法が前記鋼板板厚の２分の１以上でか
   つ回転子外周面と固定子内周面の間の空隙寸法以下であ
   り、隣り合う片側の板状永久磁石の内径側端部どうしを
   連絡する非磁性体のスペーサを埋設したことを特徴とす
   る永久磁石電動機。
6. 【請求項６】板状永久磁石として希土類永久磁石を用い
   たことを特徴とする請求項５記載の永久磁石電動機。
7. 【請求項７】鋼板積層体からなり中心を軸方向に貫通す
   る軸穴を有する筒状の回転子鉄心と、２枚の板厚方向に
   着磁された板状永久磁石をそれぞれ片側の端部が密着す
   るようＶ字形状に組み合わせ、複数個をＶ字開口側が外
   周方向となるように前記軸穴を中心として放射状に埋設
   した回転子と、前記回転子の外周面に一定の空隙をもっ
   て対向する内周面を有する固定子とからなる永久磁石電
   動機であって、前記板状永久磁石の外径側端部と前記回
   転子外周面との間（ブリッジ）の寸法が前記鋼板板厚の
   ２分の１以上でかつ回転子外周面と固定子内周面の間の
   空隙寸法以下であることを特徴とする永久磁石電動機。
8. 【請求項８】板状永久磁石として希土類永久磁石を用い
   たことを特徴とする請求項７記載の永久磁石電動機。
9. 【請求項９】鋼板積層体からなり中心を軸方向に貫通す
   る軸穴を有する筒状の回転子鉄心と、断面が円弧形状で
   板厚方向に着磁された複数個の板状永久磁石を回転子内
   径側が凸になるように同心に配置埋設した回転子と、前
   記回転子の外周面に一定の空隙をもって対向する内周面
   を有する固定子とからなる永久磁石電動機であって、前
   記板状永久磁石の外径側端部と前記回転子外周面との間
   （ブリッジ）の寸法が前記鋼板板厚の２分の１以上でか
   つ回転子外周面と固定子内周面との間の空隙寸法以下で
   あることを特徴とする永久磁石電動機。
10. 【請求項１０】板状永久磁石として希土類永久磁石を用
    いたことを特徴とする請求項９記載の永久磁石電動機。
11. 【請求項１１】鋼板積層体からなり中心を軸方向に貫通
    する軸穴を有する筒状の回転子鉄心と、板厚方向に着磁
    された複数個の板状永久磁石を着磁面が回転子の接線方
    向と一致するように同心に配置して埋め込んだ回転子
    と、前記回転子の外周面に一定の空隙をもって対向する
    内周面を有する固定子とからなる永久磁石電動機であっ
    て、前記板状永久磁石の端部と前記回転子外周面との間
    （ブリッジ）の寸法が前記鋼板板厚の２分の１以上でか
    つ回転子外周面と固定子内周面との間の空隙寸法以下で
    あることを特徴とする永久磁石電動機。
12. 【請求項１２】板状永久磁石として希土類永久磁石を用
    いたことを特徴とする請求項１１記載の永久磁石電動
    機。
13. 【請求項１３】請求項１，３，４，５，７，８または１
    １の永久磁石電動機において、回転子に板状永久磁石を
    埋め込むかわりに、その空間に非磁性体でかつ電気絶縁
    体である物質を充填したことを特徴とする永久磁石電動
    機。
14. 【請求項１４】請求項１，３，４，５，７，８，１１ま
    たは１３の永久磁石電動機において、永久磁石または非
    磁性体かつ電気絶縁体の充填物質の配置を回転子周方向
    で不等間隔に配置したことを特徴とする永久磁石電動
    機。
15. 【請求項１５】永久磁石または非磁性体かつ電気絶縁体
    の充填物質の配置を回転子周方向で、最大で１８０／Ｎ
    度（Ｎは固定子スロット数と回転子着磁極数の最小公倍
    数である）等間隔位置からずらしたことを特徴とする永
    久磁石電動機。
16. 【請求項１６】回転子鉄心の外径を、極の中心付近を大
    きく、極と極の境を小さくして不等ギャップとしたこと
    を特徴とする請求項１，３，４，５，７，８，１１，１
    ３または１４記載の永久磁石電動機。
17. 【請求項１７】請求項１，３，４，５，７，８，１１，
    １３，１４または１６記載の永久磁石電動機において電
    流位相制御を行ったことを特徴とする永久磁石電動機。
18. 【請求項１８】請求項１７の永久磁石電動機において、
    電流位相角を１５度以上２５度以下の範囲で進める制御
    を行ったことを特徴とする永久磁石電動機。