(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁性体よりなる円板状の薄板を軸方向に積層したロータコアと、このロータコアに等極ピッチで設けた漏洩磁束防止用の抜き穴と、このロータコアに設けた矩形の永久磁石挿入穴と、この永久磁石挿入穴に挿入する永久磁石よりなる永久磁石形同期回転電機のロータにおいて、
前記永久磁石挿入穴を１極ピッチ置きに設け、
前記抜き穴を浅いものと深いものの２種類とし、おのおのを交互に設け、前記永久磁石挿入穴の底部を、抜き穴の底部を結ぶ直線上にロータの回転方向側に端部が下がるよう、傾斜を持たせて設け、
前記永久磁石挿入穴に、径方向の極性を同一とした永久磁石を挿入したことを特徴とする永久磁石形同期回転電機のロータ。
【請求項２】
前記永久磁石を軸方向に２分割した請求項１記載の永久磁石形同期回転電機のロータ。
【請求項３】
前記永久磁石の長さの和をロータコアの軸方向長さより短くし、ロータコアの両端面を合わせ、前記永久磁石挿入穴の軸方向中央に磁気的空間部を形成した請求項２記載の永久磁石形同期回転電機のロータ。
【請求項４】
前記永久磁石の長さの和をロータコアの軸方向長さより短くし、ロータコアの両端面より深く挿入し、前記永久磁石挿入穴の軸方向中央と両端部に磁気的空間部を形成した請求項２記載の永久磁石形同期回転電機のロータ。
【請求項５】
前記ロータコアを軸方向に３分割し、中央のロータコアに設けた永久磁石挿入穴の高さを両側のものより高くし、中央の永久磁石挿入穴にエネルギ積の低い永久磁石を、両側の永久磁石挿入穴にエネルギ積の高い永久磁石を挿入した請求項１ないし４のいずれか１項に記載の永久磁石形同期回転電機のロータ。
【請求項６】
前記ロータコアを軸方向に３分割し、中央のロータコアに設けた永久磁石挿入穴の高さを両側のものより低くし、中央の永久磁石挿入穴にエネルギ積の低い永久磁石を、両側の永久磁石挿入穴にエネルギ積の高い永久磁石を挿入した請求項１ないし５のいずれか１項に記載の永久磁石形同期回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
本発明は、永久磁石形同期回転電機のロータに関する。
【００１】
【従来の技術】
従来技術の永久磁石発電機の回転子として、回転軸の外周に円周方向に取付けられた永久磁石と、この永久磁石上に取付けられた磁極を構成する複数の磁性板と、この磁性板と交互に円周方向に接合されて円筒体を形成し、かつ上記回転軸の外周に固定された複数の非磁性部材を備えたものがある（例えば、特開平４−１３８０４２号公報）。
【００２】
【発明が解決しようとする問題点】
ところが、従来技術では、部品点数が多く組立、精度および強度上の問題がある。
本発明は、組立し易く、強度の高い、定出力範囲をより高速回転領域まで広げることができる永久磁石形同期回転電機のロータを実現することを目的とする。
【００３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明は、磁性体よりなる円板状の薄板を軸方向に積層したロータコアと、このロータコアに等極ピッチで設けた漏洩磁束防止用の抜き穴と、このロータコアに設けた矩形の永久磁石挿入穴と、この永久磁石挿入穴に挿入する永久磁石よりなる永久磁石形同期回転電機のロータにおいて、前記永久磁石挿入穴を１極ピッチ置きに設け、前記抜き穴を浅いものと深いものの２種類とし、おのおのを交互に設け、前記永久磁石挿入穴の底部を、抜き穴の底部を結ぶ直線上にロータの回転方向側に端部が下がるよう、傾斜を持たせて設け、
前記永久磁石挿入穴に、径方向の極性を同一とした永久磁石を挿入するようにしたものである。
【００４】
【作用】
上記手段により、ロータを構成する部品が、ロータコアと永久磁石の２部品となり、ロータコアが一体に構成できる。また、永久磁石の個数が従来の半分になる。また、永久磁石の無いロータコア部に対向する電機子の磁束密度が下がり、リラクタンスが増加する。
【００５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図１（ａ）および（ｂ）に基づいて説明する。
円板状の磁性体薄板を積層したロータコア１には、モータ極数と同数に等極ピッチで分割された磁極中心軸Ａに直交させて、極ピッチの１つ置きに矩形の永久磁石挿入穴２を軸方向に貫通させて設けてある。ロータコア１の外径側には、永久磁石挿入穴２の両側に、外側に開いた扇形の漏れ磁束防止用の抜き穴３を設けてある。
永久磁石挿入穴２には、長さの和が永久磁石挿入穴２と同じ長さとなる、径方向の磁性を同じにした永久磁石４ａ、４ａを、永久磁石挿入穴２内で端面が接するように、挿入してある。
なお、永久磁石４ａ、４ａは１本ものでもよい。
【００６】
図２は、第２の実施例を示す正面図である。
実施例の抜き穴３を浅いもの３ａと深いもの３ｂの２種類とし、おのおのを交互に設け、前記永久磁石挿入穴２の底部を、抜き穴３ａ、３ｂの底部を結ぶ直線上にロータの回転方向側に端部が下がるよう、傾斜を持たせて設ける。このようにすることにより、リラクタンスに方向性が生じるので、回転方向が決まっている場合は、起動・変速が楽になる。
【００７】
図３は、本発明の第３の実施例を示し、断面形状が永久磁石挿入穴２と相似で、長さの和２Ｌａが永久磁石挿入穴２の軸方向長さより短い永久磁石４ａ、４ａを径方向の極性を同じにし、永久磁石挿入穴２の左右から、端面をロータコア１の端面に合わせて、挿入し固定する。この結果、永久磁石挿入穴２の中央部には長さＬｂの磁気的空間部２１が形成させることになり、これに対向する電機子コア（図示せず）のティース部およびヨーク部の磁束密度は、無負荷の時、ほとんど０になる。
なお、磁気的空間部２１に、非磁性体を挿入したり、樹脂をモールドしたりして、永久磁石４ａ、４ａの固定を強固にするとよい。
【００８】
図４は、本発明の第４の実施例を示し、第３の実施例における、永久磁石４ａ、４ａの挿入深さを、永久磁石挿入穴２の端面よりＬｂ／３だけ押し込む、その結果、永久磁石挿入穴２の中央部と両端部に、長さがＬｂ／３ずつの磁気的空間部２１が生じる。この磁気的空間部２１に、非磁性体を挿入したり、樹脂をモールドしたりする場合は、両端部をアンバランス・ウエイトの調整用として使用するとよい。
【００９】
図５は、本発明の第５の実施例を示し、ロータコア１を軸方向に３分割し、第２の実施例の磁気的空間部２１に相当する部分の永久磁石挿入穴２の高さを高くし、エネルギ積の低い永久磁石を使用する場合を示す。
ロータコア１は軸方向に３分割し、第２の実施例における、長さがＬａの１ａ部には、穴の高さが低い永久磁石挿入穴２ａを、長さがＬｂの１ｂ部には、穴の高さが高い永久磁石挿入穴２ｂの２種類の永久磁石挿入穴を設けてある。
永久磁石挿入穴２ａには、エネルギ積が高い永久磁石４ａ、４ａ（例えば、希土類磁石）を挿入し、永久磁石挿入穴２ｂには、エネルギ積が低い永久磁石４ｂ（例えば、フェライト系等）を挿入する。高価なエネルギ積の高い永久磁石（希土類磁石）の投入量を少なくしてある。
【０１０】
図６は、本発明の第６の実施例を示し、第４の実施例におけるエネルギ積が高い永久磁石４ａ、４ａとエネルギ積が低い永久磁石４ｂの配置を逆にしたものである。
第５の実施例における長さがＬａの１ａ部を、長さがＬｂ／２の穴の高さが高い永久磁石挿入穴２ｄに置き換え、長さがＬｂの１ｂ部を長さが２Ｌａの穴の高さが低い永久磁石挿入穴２ｃに置き換える。また、エネルギ積が高い永久磁石４ａ、４ａを、１本物の長さが２Ｌａの永久磁石４ｃに置き換え、エネルギ積が低い永久磁石４ｂを、長さがＬｂ／２に分割した永久磁石４ｄ、４ｄに置き換える。
前記永久磁石挿入穴２ｃには、エネルギ積が高い永久磁石４ｃを、永久磁石挿入穴２ｄには、エネルギ積が低い永久磁石４ｄを挿入する。
第４をよび第６の実施例の場合、エネルギ積が高い永久磁石４ａは最大エネルギ積が３０MGoeのＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系希土類磁石、エネルギ積が低い永久磁石４ｂは４MGOeのフェライト磁石を用いた場合、永久磁石挿入穴２ａと永久磁石挿入穴２ｂそれぞれの高さｈa 、ｈb の比は約３、長さの比Ｌａ／Ｌｂは１としてある。
この場合、無負荷時、永久磁石挿入穴２ｂに対向する電機子コア（図示せず）のティース部や、ヨーク部の磁束密度は、永久磁石挿入穴２ａに対向する電機子コアのティース部や、ヨーク部の磁束密度の約１／３になる。
第２ないし第５の実施例においては、軸方向に設けた磁気的空間部２１またはエネルギ積の低い永久磁石４ｂにより、磁束密度が下がり、誘起電圧定数が小さくなる。
【０１１】
【発明の効果】
上記の構成により、下記の効果がある。
（１）部品点数がロータコアと永久磁石の２点となり組立が簡単になるとともに、ロータコアが一体構成できるので強度が向上する。
（２）永久磁石挿入穴の軸方向に磁気的空間部を設けたり、エネルギ積の低い永久磁石を挿入したので、誘起電圧定数が小さくなり、定出力範囲をより高速回転領域まで広げることができる。
（３）特に、第３の実施例の場合は、高価なエネルギ積の高い永久磁石の使用量を少なくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側断面図。
【図２】本発明の第２の実施例を示す、正面図。
【図３】本発明の第３の実施例を示す、側断面図。
【図４】本発明の第４の実施例を示す、側断面図。
【図５】本発明の第５の実施例を示す、（ａ）正面図、（ｂ）側断面図。
【図６】本発明の第６の実施例を示す、側断面図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ  ロータコア
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ  永久磁石挿入穴
２１  磁気的空間部
３、３ａ、３ｂ  抜き穴
４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ  永久磁石
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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