(57)【要約】  永久磁石型モータは、固定子に形成されたスロットの数Ｓと回転子の極数Ｐとが、Ｓ＞Ｐを満足しており、回転子は、回転軸の軸方向に並んだ各段の回転子構成体が周方向にずれて配置された多段スキュー構造を有し、最上段の回転子構成体と最下段の回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）の関係を満足するものである。また、永久磁石型モータの製造方法は、回転子コアに形成されたリベット挿入孔が回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状とし、リベット挿入孔にリベットを挿入した後、回転子コアにスキューを施すものである。
2019073579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁極を構成する複数の永久磁石を有する回転子と、
前記回転子の回転軸と、
前記回転子の外周側に配置された固定子とを備え、
前記固定子に形成されたスロットの数Ｓと前記回転子の極数Ｐとが、Ｓ＞Ｐを満足しており、
前記回転子は、前記回転軸の軸方向に並んだ各段の回転子構成体が周方向にずれて配置された多段スキュー構造を有し、最上段の前記回転子構成体と最下段の前記回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、
θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
の関係を満足する永久磁石型モータ。
【請求項２】
前記スキュー角θｓｋｅｗが、
３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
の関係を満足する請求項１記載の永久磁石型モータ。
【請求項３】
前記各段の前記回転子構成体のスキュー角θは、段数をＮとしたとき
θ＝θｓｋｅｗ／（Ｎ−１）である
請求項１または請求項２記載の永久磁石型モータ。
【請求項４】
前記各段の段数は３段以上である
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
【請求項５】
各段の前記回転子構成体のそれぞれの軸方向の厚みが同じである
請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
【請求項６】
前記回転子に形成されたリベット挿通孔に挿通され、前記回転子を軸方向に締結したリベットを更に備え、
前記リベット挿通孔は、前記回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状である
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
【請求項７】
前記永久磁石はネオジム磁石である
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
【請求項８】
前記固定子は、導体線を集中巻に巻いて構成されたコイルを有する
請求項１〜請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石型モータ。
【請求項９】
複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、前記回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の前記回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、
前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程と、
前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に前記永久磁石を配置する工程と、
前記回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程と、
前記リベットでカシメて締結する工程とを備え、
最上段の前記回転子構成体と最下段の前記回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、
θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
の関係を満足する
永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１０】
前記リベット挿通孔は、前記回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状である請求項９記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１１】
複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、前記回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の前記回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、
前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程と、
前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に前記永久磁石を配置する工程と、
前記回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程と、
前記リベットでカシメて締結する工程とを備え、
前記リベット挿通孔は、前記回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状である永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１２】
前記リベット挿通孔の前記長穴形状が、前記リベットと同径の円を前記周方向に移動させて形成される軌跡の外形形状より僅かに大きい形状を有する
請求項１０または請求項１１記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１３】
前記リベット挿通孔の前記長穴形状が、前記リベットと同径の円を、各段の前記回転子構成体のスキュー角ずつ前記周方向にずらして配置して得られる形状の外形を繋いだ形状を有する請求項１０または請求項１１記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１４】
前記回転軸を中心とした前記リベット挿通孔の角度幅θｒが、
θｓｋｅｗ≦θｒ≦３６０°／（２×Ｐ）
の関係を満足する請求項１０〜請求項１３のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１５】
前記磁石挿入孔に挿入された前記永久磁石に磁力を付与する着磁工程を備え、
前記着磁工程を実行した後に、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程を実行する請求項９〜請求項１４のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１６】
前記永久磁石を複数段、並べた状態の前記軸方向の寸法は、前記リベットで締結する前の前記回転子コアの前記軸方向の寸法よりも短く設定されており、前記回転子コアに前記永久磁石を配置した状態で、前記各段の前記永久磁石の一部が、隣接する他の段の前記回転子コアに入り込んだ状態となっており、
前記永久磁石は、前記周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて前記軸方向の両端部が面取りされており、前記回転子構成体にスキューを施すにあたって前記回転子コアを前記周方向に移動する際に、前記永久磁石の前記面取り部分が、隣接する段の前記回転子コアに接触することで前記永久磁石が前記磁石挿入孔内を前記軸方向に移動しながら前記周方向に送られ、前記回転子構成体が前記周方向に移動する請求項９〜請求項１５のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１７】
前記面取りの寸法Ｃは、段数がＮ、各段の前記回転子構成体と前記各段の前記永久磁石との前記軸方向の寸法差がΔであるとき、
Ｃ≧Ｎ／（Ｎ−１）×Δ
である
請求項１６記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１８】
各段の前記回転子コアのそれぞれは、前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程の前に、前記軸方向に一体に形成されている
請求項９〜請求項１７のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項１９】
請求項１〜請求項８のいずれか一項に記載の永久磁石型モータと、
前記永久磁石型モータに前記回転軸を介して接続され、前記回転軸を介して伝達される駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構部と、
を備えた圧縮機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子に永久磁石が設けられた永久磁石型モータ、永久磁石型モータの製造方法および永久磁石型モータを備えた圧縮機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、回転軸の外周に固定された回転子コアおよび回転子コアに埋設された永久磁石を備えた回転子と、永久磁石に対向するコイルを備えた固定子とからなる永久磁石型モータがある。この種の永久磁石型モータでは、永久磁石を用いるため、コイルとの間で吸引力が働き、コギングトルクが発生する。低騒音で低振動の円滑な回転を図るには、コギングトルクを低減させることが有効であり、コギングトルクを低減する方法として、スキュー構造が良く知られている。【０００３】
スキュー構造は、回転子を、軸方向に並んだ複数段の回転子構成体で構成し、各段の回転子構成体を周方向にずらして結合した構造である。この種の多段スキュー構造としたモータとして、例えば、特許文献１がある。特許文献１では、各段の周方向のスキュー角θを、スロット数と極数との最小公倍数をＡとし、段数をＮとした場合にθ＝３６０°／（Ａ×Ｎ）とすることで、コギングトルクの低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２４８４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転子をスキュー構造とすると、騒音および振動の原因となる、誘起電圧の高調波成分を低減できるが、誘起電圧の高調波成分と共に、誘起電圧の基本波成分も低下する。誘起電圧はモータの性能に大きく関わり、誘起電圧が低下すると性能も低下するため、スキュー構造とすることによる誘起電圧の低下率も考慮したスキュー角を設定する必要がある。しかしながら、特許文献１では、コギングトルクの低減のみを考慮してスキュー角を設定している。実際のモータ構成では、スキュー構造としたことによる性能への影響を無視することはできないため、コギングトルクの低減のみを考慮して上記式のようにスキュー角を一意に決定することは難しい。【０００６】
また、スキュー構造の回転子の製造方法において、回転子にスキューを施す際に永久磁石にワレまたはカケ等の破損が生じることがあり、このような破損が生じない製造方法が求められている。【０００７】
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、スキューに伴う誘起電圧の低下を抑制しつつ、コギングトルクの低減および誘起電圧の高調波成分の低減が可能な永久磁石型モータ、また、製造時の永久磁石の破損を防止可能な永久磁石型モータの製造方法および圧縮機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明に係る永久磁石型モータは、磁極を構成する複数の永久磁石を有する回転子と、回転子の回転軸と、回転子の外周側に配置された固定子とを備え、固定子に形成されたスロットの数Ｓと回転子の極数Ｐとが、Ｓ＞Ｐを満足しており、回転子は、回転軸の軸方向に並んだ各段の回転子構成体が周方向にずれて配置された多段スキュー構造を有し、最上段の回転子構成体と最下段の回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）の関係を満足するものである。【０００９】
また、本発明に係る永久磁石型モータの製造方法は、複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、複数の電磁鋼板を積層して回転子コアを形成する工程と、回転子コアに形成された磁石挿入孔に永久磁石を配置する工程と、回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、各段のスキューを施して各段の回転子構成体を形成する工程と、リベットでカシメて締結する工程とを備え、リベット挿通孔は、回転子の回転軸を中心とした周方向に沿う長穴形状であるものである。【００１０】
また、本発明に係る圧縮機は、上記の永久磁石型モータと、永久磁石型モータに回転軸を介して接続され、回転軸を介して伝達される駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構部とを備えたものである。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の永久磁石型モータおよび圧縮機によれば、スキュー角θｓｋｅｗを適正な範囲に設定することで、スキューに伴う誘起電圧の低下を抑制しつつ、コギングトルクの低減および誘起電圧の高調波成分の低減が可能である。
また、本発明の製造方法によれば、永久磁石の周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて軸方向の両端部が面取りされている。このため、回転子コアが周方向に移動する際に、永久磁石の面取り部分が、隣接する段の回転子コアに接触することで永久磁石が磁石挿入孔内を軸方向に移動しながら周方向に送られ、回転子構成体が周方向に移動するので、永久磁石の破損を防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータを備えた密閉型スクロール圧縮機の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータを示す概略縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータを示す概略平面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る圧縮機の回転軸に固定された回転子を示す概略縦断面図である。
【図５】図４の各段の回転子構成体の概略断面をまとめた図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータにおけるスキュー角θｓｋｅｗごとのモータ特性の変化を示す特性図である。
【図７】ある任意のスキュー角において、段数Ｎを２、３と増やした場合のモータ特性の変化を示す特性図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータの回転子における、各段の永久磁石とリベット挿通孔との位置関係、およびリベット挿通孔の形状を示した横断面図である。
【図９】比較例として従来のスキュー回転子における、各段の永久磁石とリベット挿通孔との位置関係、およびリベット挿通孔の形状を示した横断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る密閉型スクロール圧縮機における、スキュー角を付ける前の回転子の縦断面図で、図８のＤ−Ｄ断面である。
【図１１】従来の永久磁石型モータにおける、回転子の、スキュー角を付ける前の回転子の縦断面図で、図９のＤ−Ｄ断面である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータにおける回転子コアに設けたリベット挿通孔の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態に係る永久磁石型モータを備えた圧縮機について図面に基づいて説明する。ここでは、圧縮機として、いわゆる縦型の密閉型スクロール圧縮機を例に説明する。
【００１４】
実施の形態．
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータを備えた密閉型スクロール圧縮機の縦断面図である。なお、図１では、断面を示すハッチングを一部省略している。以下、図１を参照しながら密閉型スクロール圧縮機１００の構成について説明する。図１の密閉型スクロール圧縮機１００は、例えば冷媒等の作動ガスを圧縮して吐出するものである。密閉型スクロール圧縮機１００は、底部に潤滑油が貯留され、密閉型スクロール圧縮機１００の外殻を構成する密閉容器１０８を備えている。そして、密閉容器１０８内には、永久磁石型モータ１０４と、永久磁石型モータ１０４に回転軸１０７を介して接続され、回転軸１０７を介して伝達される駆動力によって冷媒を圧縮する圧縮機構部１０１と、油ポンプ１１２とが収容されている。
【００１５】
密閉容器１０８は、例えば円筒形状に形成されており、耐圧性を有している。密閉容器１０８の側面には、作動ガスを密閉容器１０８内に取り込むための吸入配管１０９が接続されている。密閉容器１０８の上部には、圧縮した作動ガスを密閉容器１０８から外へと放出する吐出配管１１０が接続されている。
【００１６】
圧縮機構部１０１は、吸入配管１０９から密閉容器１０８内に吸入される流体を圧縮するものであり、揺動スクロール１０３および固定スクロール１０２を備えている。揺動スクロール１０３の渦巻部と固定スクロール１０２の渦巻部との間に圧縮室が形成され、この圧縮室内で流体が圧縮される。流体としては、冷媒または空気が用いられる。冷媒としては、例えばＨＦＯ−１１２３からなる単一冷媒またはＨＦＯ−１１２３を含む混合冷媒等が用いられる。
【００１７】
永久磁石型モータ１０４は、回転軸１０７を回転駆動させるものであって、固定子１０５および回転子１０６を有して回転力を発生する。回転子１０６は焼嵌め等により回転軸１０７に固定されており、固定子１０５は焼嵌め等により密閉容器１０８に固定されている。固定子１０５には、リード線１１３が接続されており、リード線１１３は、密閉容器１０８の外部から電力の供給を受けるために密閉容器１０８に設けられた密封端子１１１に接続される。そして、固定子１０５に電力が供給されたとき、回転軸１０７および回転子１０６が固定子１０５に対して回転する。
【００１８】
回転軸１０７の内部には、回転軸１０７の軸方向に延びる給油路１０７ａが形成されており、回転軸１０７の下端には油ポンプ１１２が接続されている。油ポンプ１１２は、密閉容器１０８の底部に貯留された潤滑油を吸引して回転軸１０７内の給油路１０７ａに供給する。給油路１０７ａに供給された油は、圧縮機構部１０１の各摺動部位に供給される。
【００１９】
回転軸１０７の上端には、偏心軸部が設置されており、揺動スクロール１０３のボス部に形成される揺動軸受に係合されている。
【００２０】
以下、図２および図３を参照しながら永久磁石型モータ１０４について詳細に説明する。
【００２１】
図２は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータを示す概略縦断面図である。図３は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータを示す概略平面図である。
永久磁石型モータ１０４において回転子１０６は、固定子１０５の内側に配置されており、鉄等の高透磁率材料からなる複数の電磁鋼鈑を軸方向に積層して構成された環状の回転子コア３１を有する。回転子コア３１には、周方向に間隔を空けて磁極と同数の磁石挿入孔３２が形成されており、これら磁石挿入孔３２のそれぞれに、磁極を構成する平板状の永久磁石３３が埋設されている。永久磁石３３は、例えばネオジム磁石または希土類磁石で構成されている。
【００２２】
また、回転子１０６は、回転子コア３１の軸方向の両側に非磁性体からなる端板３４を有している。端板ｚ３４および回転子コア３１には、両者を軸方向に貫通するリベット挿通孔３７が形成されており、リベット挿通孔３７にリベット３６が挿入されて軸方向に全体が締結されている。なお、回転子コア３１の軸方向の一端部であって端板３４の外側にはバランスウェイト３５が配置されており、端板３４および回転子コア３１と共にバランスウェイト３５がリベット３６でカシメ締結されている。なお、図２ではバランスウェイト３５が回転子コア３１の軸方向の一端部に配置された例を示したが、両端部に配置する構成としてもよい。
【００２３】
固定子１０５は、固定子鉄心１０５ａに形成された複数のティース４１と、ティース４１間に形成された複数のスロット４２とを備え、複数のティース４１のそれぞれに導体線を集中巻に巻いてコイル４３が形成された構成を有する。
【００２４】
そして、本実施の形態１の永久磁石型モータ１０４は、固定子１０５のスロット数Ｓと、回転子１０６の極数Ｐとが、Ｓ＞Ｐの関係を満足する集中巻モータであり、例えばブラシレスＤＣモータからなる。
【００２５】
図４は、本発明の実施の形態１に係る圧縮機の回転軸に固定された回転子を示す概略縦断面図である。図５は、図４の各段の回転子構成体の概略断面をまとめた図である。図５において（ａ）は図４のＡ−Ａ断面、（ｂ）は図４のＢ−Ｂ断面、（ｃ）は図４のＣ−Ｃ断面である。また、図５については、わかりやすさの為、回転子コア３１、永久磁石３３以外の構成部品については図示していない。
【００２６】
回転子１０６は、３つの回転子構成体１０６ａ、回転子構成体１０６ｂおよび回転子構成体１０６ｃが軸方向に並んだ３段スキュー構造となっている。回転子構成体１０６ａは、回転子コア３１ａと永久磁石３３ａとを備えている。回転子構成体１０６ｂは、回転子コア３１ｂと永久磁石３３ｂとを備えている。回転子構成体１０６ｃは、回転子コア３１ｃと永久磁石３３ｃとを備えている。
【００２７】
回転子構成体１０６ａと、回転子構成体１０６ｂと、回転子構成体１０６ｃとは互いに回転角度方向にずれた位置に配置されている。この角度をスキュー角θという。回転子構成体１０６ａの位置を基準の０゜とし、回転子構成体１０６ｂのスキュー角θをスキュー角θ１、回転子構成体１０６ｃのスキュー角θをスキュー角θ２という。また、最上段の回転子構成体１０６ａと最下段の回転子構成体１０６ｃとの間の回転子全体のスキュー角をスキュー角θｓｋｅｗという。図４および図５には、回転子構成体１０６ｂのスキュー角θ１を１０°、回転子構成体１０６ｃのスキュー角θ２を２０°とし、スキュー角θｓｋｅｗを２０゜とした構成例を示している。
【００２８】
そして、本実施の形態１の特徴として、スキューに伴う誘起電圧の低下を抑制しつつ、コギングトルクの低減および誘起電圧の高調波成分の低減を行えるスキュー角θｓｋｅｗの範囲を以下の（１）の範囲に定義したことにある。
【００２９】
θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
・・・（１）
ここで、
θｓ：３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）
θｐ_ＭＡＸ：３６０°／（２×Ｐ）
【００３０】
また、各回転子構成体は同じ設計で軸方向の長さも同じとなっており、上下に隣接する回転子構成体間の各スキュー角θは、段数がＮのとき、以下の（２）式で表される。
θ＝θｓｋｅｗ／（Ｎ−１）                            ・・・（２）
【００３１】
なお、スキュー角θは上記（２）式で得られた角度となるが、誤差の範囲は含むものとする。
【００３２】
次に、上記（１）の範囲にスキュー角θｓｋｅｗを設定する根拠について説明する。ここでは、図４に示した３段のスキュー構造を例に、その根拠について説明する。なお、スキュー構造の段数は３段に限られたものではなく、３段以上の複数段並んだ多段スキュー構造としてもよい。
【００３３】
スキュー角θｓｋｅｗの範囲は、スキュー角θｓｋｅｗによって変化するモータ特性を考慮して設定される。モータ特性には、コギングトルク、誘起電圧の高調波成分および誘起電圧がある。
【００３４】
ここでは、永久磁石型モータ１０４の一例として、固定子１０５のスロット数Ｓ＝９、回転子１０６を極数Ｐ＝６とする永久磁石型モータ１０４を用いる。この６極９スロットの集中巻きの永久磁石型モータ１０４を例に、スキュー角θｓｋｅｗに応じた、モータ特性の変化について次の図６を用いて説明する。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態１に係る永久磁石型モータにおけるスキュー角θｓｋｅｗごとのモータ特性の変化を示す特性図である。図６において横軸はスキュー角θｓｋｅｗを示している。縦軸はスキュー角θｓｋｅｗが０゜の場合のモータ特性を基準の１００％とし、スキュー角θｓｋｅｗを増加させていった場合の各モータ特性の変化率を示している。なお、ここでのスキュー段数は３段であり、６極９スロットの集中巻きモータの場合を示している。図６において、各モータ特性として、（ａ）コギングトルク、（ｂ）誘起電圧の高周波成分および（ｃ）誘起電圧を示している。なお、図６において、比較のため、２段時のコギングトルク、誘起電圧の高周波成分、誘起電圧の変化率も示している。
【００３６】
６極９スロットの構成では、図６（ａ）に示すように、コギングトルクが、スキュー角３０°付近で減少から増加に転じている。その理由としては、以下が考えられる。すなわち、６極の構成であるため、回転子１０６に埋設される永久磁石３３は、周方向に６０°ピッチで配置されている。このため、その半分である３０°超のスキュー角θｓｋｅｗを付与した場合には、隣に配置されている逆の極の永久磁石３３と周方向で半分超、重なる。よって、コギングトルク低減の効果が失われ、ただ誘起電圧を低下させるだけになっているためと考えられる。よって、隣に配置されている逆の極の永久磁石３３と周方向で重なる範囲が、永久磁石３３の周方向の配置ピッチの半分以下となるようにスキュー角θｓｋｅｗを設定することが好適である。
【００３７】
以上より、モータ性能に関わる誘起電圧を低下させずに、コギングトルクを低減して振動および騒音を改善するには、スキュー角θｓｋｅｗを「３６０°／（２×Ｐ）」以下とすることが好適である。なお、スキュー角θｓｋｅｗのうち、「コギングトルクを低減して振動および騒音を改善するためのスキュー角θｓｋｅｗ」について、以下では「スキュー角θｐ」という。スキュー角θｐは、「３６０°／（２×Ｐ）」以下が好ましいため、言い換えれば、スキュー角θｐの好適な最大値θｐ_ＭＡＸは、「３６０°／（２×Ｐ）」となる。ここでは極数Ｐ＝６であるため、スキュー角θｐ_ＭＡＸ３０゜が３０゜となる。
【００３８】
また、誘起電圧の高調波成分は、図６（ｂ）に示したように下に凸の特性となり、その特性の変曲点を最適値とした特性を持っており、６極９スロットの例では、スキュー角２０°付近が最適値である。よって、スキュー角θｓｋｅｗを２０°付近に設定すると、誘起電圧の高調波成分を低減できて、振動および騒音の低減に効果的である。ところで、従来、コギングトルク低減を目的としたスキュー角の最適値には、「３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）」を用いている。ここでは、スロット数Ｓが９、極数Ｐが６であり、ＳとＰとの最小公倍数は１８であり、最適値は２０゜となる。このため、誘起電圧の高調波成分による振動および騒音を改善するには、スキュー角θｓｋｅｗを「３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）」とすることが好適である。なお、スキュー角θｓｋｅｗのうち、「誘起電圧の高調波成分による振動および騒音を改善するためのスキュー角θｓｋｅｗ」について、以下では「スキュー角θｓ」という。
【００３９】
よって、スキュー角θｐとスキュー角θｓとが重なる範囲に、スキュー角θｓｋｅｗを設定することで、誘起電圧を無駄に低下させることなく、コギングトルクおよび誘起電圧の高調波成分を低減可能な構成とすることが可能となる。
【００４０】
ここで、誘起電圧の高調波成分は上述したように下に凸の特性となることから、スキュー角θｓを中心として幅を持たせた範囲において、誘起電圧の高調波成分の低減が可能である。ここで、本実施の形態１の永久磁石型モータ１０４はＳ＞Ｐの関係を満足することから、スキュー角θｐ_ＭＡＸ＞スキュー角θｓとなる。よって、スキュー角θｓを中心とした範囲を設定するにあたり、最大値側は、θｐ_ＭＡＸとθｓとの差分を、中心となるθｓに加算した値を用いて「θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）」に設定できる。一方、最小値側は、そして、スキュー角θｓ＝２０゜を中心とした範囲のうち、最小値側は、θｐ_ＭＡＸとθｓとの差分を、中心となるθｓから減算した「θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）」に設定できる。
【００４１】
以上を整理すると、誘起電圧を無駄に低下させることなく、コギングトルクおよび誘起電圧の高調波成分を低減できるスキュー角θｓｋｅｗの範囲は、上記（１）の範囲となる。６極９スロットの例では、θｓ＝２０゜、θｐ_ＭＡＸ＝３０゜であるため、
２０゜−（３０゜−２０゜）＜θｓｋｅｗ≦２０゜＋（３０゜−２０゜）
であり、
１０゜＜θｓｋｅｗ≦３０゜となる。
【００４２】
よって、図５において、スキュー角θ１＝１０゜、スキュー角θ２＝２０゜とすることで、誘起電圧を無駄に低下させることなく、コギングトルクおよび誘起電圧の高調波成分を低減できる、３段スキュー構造の永久磁石型モータ１０４を得ることができる。
【００４３】
なお、スキュー角θｓｋｅｗの範囲を設定するにあたり、上記ではスキュー角θｓの最適値である「３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）」を中心として幅を持たせた範囲としたが、以下の（３）の範囲としてもよい。
３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
・・・（３）
【００４４】
つまり、スキュー角θｓｋｅｗの範囲の下限側には幅を持たせず、スキュー角θｓの最適値である「３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）」そのものを下限値としてもよい。上記（３）の範囲は、６極９スロットの例では、２０゜＜θｓｋｅｗ≦３０゜となる。
【００４５】
次に、回転子１０６の軸方向の段数つまりスキューの効果的な段数について説明する。
【００４６】
図７は、ある任意のスキュー角において、段数Ｎを２、３と増やした場合のモータ特性の変化を示す特性図である。図７において横軸はスキュー段数である。縦軸はスキュー段数が１の場合を基準の１００％とし、スキュー段数を増加させていった場合の各モータ特性の変化率である。図７において、各モータ特性としては、（ａ）コギングトルク、（ｂ）誘起電圧の高周波成分および（ｃ）誘起電圧を示している。
【００４７】
図７に示すように、段数Ｎ＝２で最もコギングトルクの低減効果が得られ、以降は段数Ｎを増やすことでコギングトルクは増加し、コギングトルクの低減効果が減少していくことがわかる。逆に誘起電圧の高調波成分は、段数２で若干増加し、以降は低減効果が増加していくことがわかる。また、誘起電圧については段数２では、段数１の場合からほぼ半減してしまうことがわかり、段数Ｎを増やすほど低下を抑制できていることがわかる。
【００４８】
以上から、モータ性能に関連が深い誘起電圧の低下を抑制しながら、コギングトルク、誘起電圧の高調波成分の低減効果を得るための段数Ｎとしては、Ｎ≧３であることが、構成例としては望ましい。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態１によれば、上記（１）の範囲にスキュー角ｓｋｅｗを設定することで、誘起電圧の低下を抑制しながら、コギングトルクの低減および誘起電圧の高調波成分の低減効果を得ることができる。
【００５０】
［実施の形態２］
実施の形態２は、スキュー構造の回転子の製造方法に関する。
【００５１】
図８は、本発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータの回転子における、各段の永久磁石とリベット挿通孔との位置関係、およびリベット挿通孔の形状を示した横断面図である。図９は、比較例として従来のスキュー回転子における、各段の永久磁石とリベット挿通孔との位置関係、およびリベット挿通孔の形状を示した横断面図である。
【００５２】
以下、図８および図９を対比しながら、スキュー構造の回転子を構成、製造する上で好適なリベット挿通孔３７の形状、配置について説明する。図８および図９には、リベットを４本用いて締結する構成例を示している。
図９に示す比較例の多段スキュー回転子の場合には、回転子コア３１０を構成する各段の回転子コア３１０ａ、３１０ｂおよび３１０ｃのそれぞれにおいて、リベット３６０が挿入されるリベット挿通孔３７０の位置は、位置３７０ａ、３７０ｂおよび３７０ｃで示す位置である。すなわち、各段のリベット挿通孔３７０の位置は、永久磁石３３との位置関係で互いに異なっており、故に、各段の回転子コアの形状は段毎に異なる構成となる。よって、比較例の多段スキュー回転子では、形状の異なる段数Ｎ分の回転子コアを用意しなければならなかった。その結果、リベット挿通孔３７０の位置が異なる複数のコア形状を打ち抜くために、段数Ｎと同数のコアプレス型、または、複数種類を選択プレス可能な制御機構を持ったコアプレス型を準備しなければならず、コストアップに繋がっていた。
【００５３】
本実施の形態２では、図８に示すように、リベット挿通孔３７を、回転軸１０７を中心とした周方向に沿った長穴形状としている。さらに言えば、リベット３６と同径の円を、回転軸１０７を中心とした周方向に移動して形成される軌跡の外形形状より僅かに大きい形状としている。リベット挿通孔３７を上記の長穴形状とすることで、各段において回転子コア３１を個別の形状にする必要がなく、共通の１つの形状とすることができる。理由については後述する。
【００５４】
そして、本実施の形態２では、リベット挿通孔３７の角度幅θｒを、以下の（４）の範囲としている。なお、図９では、実施の形態１で例に挙げたスキュー角θｓ＝２０°とリベット挿通孔３７の角度幅θｒとを同値とした場合を図示している。
θｓｋｅｗ≦θｒ≦θｐ_ＭＡＸ＝３６０°／（２×Ｐ）      ・・・（４）
【００５５】
回転子１０６を回転軸１０７に固定する際には、回転軸１０７に対する回転子コア３１の径方向のズレが問題となる。しかし、リベット挿通孔３７を上記ように径方向の移動幅が小さい形状とすることで、回転子コア３１の径方向のズレを抑制しながら、回転子１０６を周方向に移動させて任意のスキュー角に設定することが可能となる。
【００５６】
次に、回転子１０６の組立方法について説明する。
まず、複数の電磁鋼板を積層して回転子コア３１を形成する。そして、回転子コア３１の磁石挿入孔３２に永久磁石３３を配置する。次に、回転子コア３１のリベット挿通孔３７にリベット３６を通す。その後、回転子コア３１において任意の積厚をスキュー角θ分だけ周方向にずらす。ここで、複数の電磁鋼板を積層して回転子コア３１を形成する際には、最終的に回転子コア３１ａ、回転子コア３１ｂおよび回転子コア３１ｃとして区別される、それぞれの任意の積厚毎に、軸方向にＶカシメ等で一体化しておくことが望ましい。そして、それぞれ一体化された各段の回転子コアを積層すればよい。
【００５７】
次に、積層された各回転子コア３１ａ、回転子コア３１ｂおよび回転子コア３１ｃを、それぞれに求められるスキュー角θ分だけ周方向にずらす。ここで、スキュー角θだけずらす方法としては、いずれかの段の回転子コア３１を基準に、他の段の回転子コア３１を周方向に移動させればよい。
【００５８】
ここでは、上段の回転子コア３１ａを基準に、中段の回転子コア３１ｂおよび下段の回転子コア３１ｃを周方向に移動させるものとする。この場合、上段の回転子コア３１ａの位置を固定したまま、中段の回転子コア３１ｂを永久磁石３３ｂと共に周方向に移動させる。この際、リベット挿通孔３７を上記の長穴形状としており、リベット３６がリベット挿通孔３７内をスライドすることで、回転子コア３１ｂを移動させることができる。同様にして、下段の回転子コア３１ｃを永久磁石３３ｃと共に周方向に移動させる。
【００５９】
各回転子コアに対するスキュー角θの付与に際しては、各段の回転子コア３１ごとに外径部を把持し、いずれかの段の回転子コア３１を基準に、他の段の回転子コア３１を周方向に移動させればよく、比較的簡易な装置で実現可能である。
【００６０】
以上のようにして回転子コア３１ｂおよび回転子コア３１ｃのそれぞれにスキューを施した後、リベット３６をカシメ締結することで、スキュー構造の回転子１０６が形成される。
【００６１】
ここで、リベット３６単独の軸方向の締結力は、運転中に回転子コア３１にかかる回転方向の力に対しては弱く、スキュー角θを保持するに足りるものではない。しかし、回転子コア３１にかかる回転方向の力に対しては、回転軸１０７に回転子１０６を固定する際の隙間嵌めおよび焼嵌めによる固着力によって、スキュー角θの保持を成立させている。したがって、リベット３６での締結力は、回転軸１０７に回転子１０６を固定するまでの間、スキュー角θを保持できるだけの強度を保っていれば良いことから、本構成の実施にあたっては特段のリベット３６の締結力の向上は必要としない。
【００６２】
なお、上記のようにスキューを施した後に、リベット３６をカシメ締結してもよいが、リベット３６の軸方向の締結力が弱いことを利用して、リベット３６をカシメ締結した後に、スキューを施すことで、スキュー構造の回転子１０６を形成してもよい。
【００６３】
さらに、回転子コア３１内に配置される永久磁石３３が磁力を帯びていない、いわゆる未着磁であった場合に限定されるが、以下のようにしてもよい。すなわち、リベット３６をカシメ締結した後に、回転子コア３１内に配置した永久磁石３３に着磁ヨーク等により磁力を付与する、いわゆる着磁を実施し、その後にスキューを施してもよい。こうすることで、スキュー回転子の着磁および永久磁石３３の磁石挿入孔３２への配置を簡易に達成できるというメリットが得られる。
【００６４】
なお、上記の組立方法において、各段の回転子コア３１ａ、回転子コア３１ｂおよび回転子コア３１ｃの積厚を互いに同じ厚みの構成としておくことで、以下の効果がある。すなわち、組立時に積層順序を気にする必要がなく、誤った組立を防止できる。また、各段の回転子コア３１内に埋設する永久磁石３３を全て同形状とすることができるため、部品の共通化によるコストメリットが得られ、また、異なる部品の管理コストの削減という面でもメリットを得ることができる。
【００６５】
次に、各段の回転子コア３１ｂおよび回転子コア３１ｃを、それぞれに求められるスキュー角θ１およびスキュー角θ２分だけ周方向にずらす工程で想定される問題点とその解決策について例を挙げておく。
【００６６】
図１０は、本発明の実施の形態２に係る密閉型スクロール圧縮機における、スキュー角を付ける前の回転子の縦断面図で、図８のＤ−Ｄ断面である。図１１は、従来の永久磁石型モータにおける、回転子の、スキュー角を付ける前の回転子の縦断面図で、図９のＤ−Ｄ断面である。
【００６７】
リベット締結時、回転子コア３１が軸方向に収縮する。このため、回転子コア３１内に埋設されている永久磁石３３が軸方向に圧縮され、ワレまたはカケを発生させることがある。これを懸念して、従来より、図１１に示すように、永久磁石３３を段数分、重ねた状態の軸方向の寸法ｈ１を、回転子コア３１の軸方向の寸法（以下、積厚という）ｈ２に対して短く設定する構成が知られている。この構成の場合、上段の回転子コア３１ａの永久磁石３３ａの下端部が、中段の回転子コア３１ｂに入り込む。また、中段の回転子コア３１ｂの永久磁石３３ｂの下端部が、下段の回転子コア３１ｃに入り込む。このように、各永久磁石３３の一部が、本来入り込むべき回転子コア３１とは異なる回転子コア３１に入り込んだ状態となる。このような状態でスキューを施すと、永久磁石３３が回転子コア３１内で周方向に押圧され、ワレまたはカケが発生する課題がある。
【００６８】
具体的には例えば、回転子コア３１ｂをスキュー角θ、ずらす際、領域Ｄにおいて永久磁石３３ａにワレまたはカケが発生し、領域Ｅにおいて永久磁石３３ｂにワレまたはカケが発生する可能性がある。
【００６９】
これに対して、本実施の形態２では、このような永久磁石３３の破損防止を目的とした製造方法について以下に説明する。
【００７０】
本実施の形態２では、図１０に示すように、永久磁石３３の外周縁部に面取り５０を設けることで、永久磁石３３の回転子コア３１への引かかりを簡易に回避可能としている。
【００７１】
ここで、中段の回転子構成体１０６ｂを図１０の矢印に示すように周方向に移動する場合について考える。中段の回転子構成体１０６ｂの回転子コア３１ｂが周方向に移動すると、中段の永久磁石３３ｂの面取り５０部分が、下段の回転子コア３１ｃに接触することで永久磁石３３ｂが磁石挿入孔３２内で軸方向上側に押し上げられる。永久磁石３３ｂの軸方向上側への押し上げに伴い、永久磁石３３ａも同様に押し上げられる。これにより、永久磁石３３ｂが回転子コア３１ｂ内に位置し、また、永久磁石３３ａが回転子コア３１ａ内に位置した状態となる。これにより、領域Ｄおよび領域Ｅにおける永久磁石３３ａおよび永久磁石３３ｂの破損を招くこと無く、回転子構成体１０６ｂを周方向に移動させてスキュー角θを付与することができる。
【００７２】
ここで、各永久磁石３３のそれぞれの外周縁部のうち、面取り５０を行う箇所は、少なくとも以下の位置であればよい。すなわち、各永久磁石３３のそれぞれにおいて、移動方向の先端面５１および後端面５２のそれぞれの軸方向の両端部に設けられていればよい。
【００７３】
また、面取りの寸法Ｃは、例えば以下の様にすればよい。段数がＮであり、各段の回転子コア３１と各段の永久磁石３３との軸方向の寸法差がΔ（図１０参照）であるとする。このとき、最上段の永久磁石３３ａがその一段下の回転子コア３１ｂに入り込む軸方向の寸法は、Ｎ／（Ｎ−１）×Δである。よって、面取りの寸法Ｃを、Ｃ≧Ｎ／（Ｎ−１）×Δとすればよい。面取りの寸法Ｃが上記寸法範囲を確保していれば、面取り形状は角でも丸でもよい。
【００７４】
以上説明したように、本実施の形態２によれば、リベット挿通孔３７を周方向に延びる長穴とすることで、各段ごとに任意のスキュー角θに合わせた個々の位置にリベット挿通孔３７を設ける必要をなくすことができる。よって、スキュー構造に必要なコア形状を各段で共通にすることができ、複数の金型、もしくは複数のコア形状が打ち抜き可能な複雑なプレス金型を不要とし、プレスに係る費用を抑制できるという効果が得られる。
【００７５】
なお、リベット挿通孔３７の形状は、図８に示した形状に限られず、次の図１２に示す形状としてもよい。
【００７６】
図１２は、本発明の実施の形態２に係る永久磁石型モータにおける回転子コアに設けたリベット挿通孔の変形例を示す図である。
図１２のリベット挿通孔３７は、リベット３６と同径の円を、各段の回転子構成体のスキュー角θずつ周方向にずらして配置して得られる形状の外形を滑らかに繋いだ形状を有する。このようにリベット挿通孔３７が、ここでは３つの円の輪郭を有する形状とすることで、リベット挿通孔３７が位置決め孔として作用し、各段の回転子コア３１を、スキュー角分、精度よくずらすことができる。
【００７７】
また、リベット挿通孔３７を上記長穴形状としておけば、回転子コア３１にリベット３６を通す時点で、リベット挿通孔３７における各円の輪郭部分をガイドに、所定のスキュー角θ分ずらした状態で積層を実施することが可能となる。これにより円の輪郭部分が無い長穴形状とした場合に必要であった、回転子コア３１を積層後にスキュー角θ分、ずらすための装置を不要とすることもできる。
【００７８】
また、上記の実施の形態１〜実施の形態２では、回転子１０６の６箇所に平板状の永久磁石３３を設置する六方平板配置の構成としたが、これは説明のし易さから選択したものであり、この設置に限られない。他に例えば、回転子１０６における磁石の配置構成は、磁極の数に応じて八方平板配置または四方バスタブ配置等、適宜決定すればよい。またこれは固定子１０５についても同様に、スロット数等は磁極の数に応じて適宜決定すればよい。しかしこれらのいずれの配置においても、本発明が提供するスキュー角θの最適範囲を適用できる。
【００７９】
なお、スキューにより得られる効果は、回転子１０６内に埋設される永久磁石３３同士の周方向の距離、または、永久磁石３３の径方向の位置によって当然異なる。このため、本発明にて提供するスキュー角θｓｋｅｗの最適範囲内のいずれにスキュー角θｓｋｅｗを設定するかは、以下を考慮して設定される必要があることは言うまでもない。すなわち、段数を含め許容可能な性能低下と、永久磁石型モータ１０４が搭載される機器に求められる振動および騒音の改善率とを考慮して設定される。許容可能な性能低下については誘起電圧の低下を解析または実機検証によって確認すればよい。また、振動および騒音の改善率については、コギングトルクと誘起電圧の高調波性成分とのそれぞれの低減率を解析または実機検証によって確認すればよい。そして、これらの確認結果を用いて、適切なスキュー角θｓｋｅｗを導出すればよい。
【００８０】
また、上記の実施の形態１〜実施の形態２では、固定子スロット数Ｓ＝９、回転子極数Ｐ＝６であり、Ｓ：Ｐ＝３：２の構成としたが、これに限るものではない。Ｓ＞Ｐの関係を満足していればよく、例えば、Ｓ＝１２、Ｐ＝１０といった、Ｓ：Ｐ＝３：２以外の構成であっても良い。
【００８１】
また、上記の実施の形態１〜実施の形態２では、リベット３６を４本用いて締結する構成を図示して説明したが、これに限るものではない。リベット３６を２本もしくは３本、または５本以上の構成としても良い。
【００８２】
上記の実施の形態２では、バランスウェイト３５がない図を用いて製造方法を説明したが、これに限るものではない。バランスウェイト３５をリベット３６で回転子コアおよび端板３４と共に締結する構成とする場合は、バランスウェイト３５のリベット挿通孔３７についても同様の長穴形状とすればよい。端板３４およびバランスウェイト３５のリベット挿通孔３７については、リベット３６との軸方向の締結力が確保可能な接触面積である座面を取れることを前提に次のようにしても良い。すなわち、端板３４およびバランスウェイト３５のリベット挿通孔３７を、回転子コア３１のリベット挿通孔３７よりも大きな長穴、もしくは回転子コア３１の長穴全体が収まる丸孔としても良い。また、バランスウェイト３５および端板３４のいずれか一方だけ、上記の構成をとっても良い。
【００８３】
また、上記の実施の形態１〜実施の形態２では、スクロール型の圧縮機構部を備えた密閉型スクロール圧縮機を例に本発明を説明したが、本発明の永久磁石型モータが用いられる密閉型圧縮機の圧縮機構部は、スクロール型に限定されない。他に例えば、ロータリー型、ベーン型またはスクリュー型等、種々の圧縮機構部を用いた密閉型圧縮機にも本発明の永久磁石型モータを搭載しても、勿論よい。
【００８４】
また、本発明の永久磁石型モータを備えた圧縮機は、特に、空気調和機、冷蔵庫および冷凍庫等の圧縮に適用できる。
【符号の説明】
【００８５】
３１  回転子コア、３１ａ  回転子コア、３１ｂ  回転子コア、３１ｃ  回転子コア、３２  磁石挿入孔、３３  永久磁石、３３ａ  永久磁石、３３ｂ  永久磁石、３３ｃ  永久磁石、３４  端板、３５  バランスウェイト、３６  リベット、３７  リベット挿通孔、４１  ティース、４２  スロット、４３  コイル、５０  面取り、５１  先端面、５２  後端面、１００  密閉型スクロール圧縮機、１０１  圧縮機構部、１０２  固定スクロール、１０３  揺動スクロール、１０４  永久磁石型モータ、１０５  固定子、１０５ａ  固定子鉄心、１０６  回転子、１０６ａ  回転子構成体、１０６ｂ  回転子構成体、１０６ｃ  回転子構成体、１０７  回転軸、１０７ａ  給油路、１０８  密閉容器、１０９  吸入配管、１１０  吐出配管、１１１  密封端子、１１２  油ポンプ、１１３  リード線、３１０  回転子コア、３１０ａ  回転子コア、３１０ｂ  回転子コア、３６０  リベット、３７０  リベット挿通孔。
【図１】
2019073579.tif 000003
【図２】
2019073579.tif 000004
【図３】
2019073579.tif 000005
【図４】
2019073579.tif 000006
【図５】
2019073579.tif 000007
【図６】
2019073579.tif 000008
【図７】
2019073579.tif 000009
【図８】
2019073579.tif 000010
【図９】
2019073579.tif 000011
【図１０】
2019073579.tif 000012
【図１１】
2019073579.tif 000013
【図１２】
2019073579.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】令和1年11月25日(2019.11.25)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、回転子に永久磁石が設けられた永久磁石型モータの製造方法に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はこのような点を鑑みなされたもので、スキューに伴う誘起電圧の低下を抑制しつつ、コギングトルクの低減および誘起電圧の高調波成分の低減が可能な永久磁石型モータの製造方法、また、製造時の永久磁石の破損を防止可能な永久磁石型モータの製造方法を提供することを目的とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明に係る永久磁石型モータの製造方法は、複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、複数の電磁鋼板を積層して回転子コアを形成する工程と、回転子コアに形成された磁石挿入孔に永久磁石を配置する工程と、磁石挿入孔に挿入された永久磁石に磁力を付与する着磁工程と、回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、着磁工程を実行した後に、各段のスキューを施して各段の回転子構成体を形成する工程と、リベットでカシメて締結する工程とを備え、最上段の回転子構成体と最下段の回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）の関係を満足するものである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
また、本発明に係る永久磁石型モータの製造方法は、複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、複数の電磁鋼板を積層して回転子コアを形成する工程と、回転子コアに形成された磁石挿入孔に永久磁石を配置する工程と、回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、各段のスキューを施して各段の回転子構成体を形成する工程と、リベットでカシメて締結する工程とを備え、最上段の回転子構成体と最下段の回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）の関係を満足し、永久磁石を複数段、並べた状態の軸方向の寸法は、リベットで締結する前の回転子コアの軸方向の寸法よりも短く設定されており、回転子コアに永久磁石を配置した状態で、各段の永久磁石の一部が、隣接する他の段の回転子コアに入り込んだ状態となっており、永久磁石は、周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて軸方向の両端部が面取りされており、回転子構成体にスキューを施すにあたって回転子コアを周方向に移動する際に、永久磁石の面取り部分が、隣接する段の回転子コアに接触することで永久磁石が磁石挿入孔内を軸方向に移動しながら周方向に送られ、回転子構成体が周方向に移動するものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
本発明の永久磁石型モータの製造方法によれば、スキュー角θｓｋｅｗを適正な範囲に設定することで、スキューに伴う誘起電圧の低下を抑制しつつ、コギングトルクの低減および誘起電圧の高調波成分の低減が可能な永久磁石型モータを得ることができる。
また、本発明の製造方法によれば、永久磁石の周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて軸方向の両端部が面取りされている。このため、回転子コアが周方向に移動する際に、永久磁石の面取り部分が、隣接する段の回転子コアに接触することで永久磁石が磁石挿入孔内を軸方向に移動しながら周方向に送られ、回転子構成体が周方向に移動するので、永久磁石の破損を防止することが可能である。
【手続補正８】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、前記回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の前記回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、
前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程と、
前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に前記永久磁石を配置する工程と、
前記磁石挿入孔に挿入された前記永久磁石に磁力を付与する着磁工程と、
前記回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、前記着磁工程を実行した後に、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程と、
前記リベットでカシメて締結する工程とを備え、
最上段の前記回転子構成体と最下段の前記回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、
θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
の関係を満足する永久磁石型モータの製造方法。
【請求項２】
複数の電磁鋼板が積層された回転子コアと、前記回転子コアに配置され、磁極を構成する複数の永久磁石とを備えた回転子構成体が軸方向に複数段並び、各段の前記回転子構成体が周方向にずらして配置されたスキュー構造の回転子を備えた永久磁石型モータの製造方法であって、
前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程と、
前記回転子コアに形成された磁石挿入孔に前記永久磁石を配置する工程と、
前記回転子コアに形成されたリベット挿通孔にリベットを通し、前記各段のスキューを施して各段の前記回転子構成体を形成する工程と、
前記リベットでカシメて締結する工程とを備え、
最上段の前記回転子構成体と最下段の前記回転子構成体との間のスキュー角θｓｋｅｗが、θｓを３６０°／（ＳとＰとの最小公倍数）、θｐ_ＭＡＸを３６０°／（２×Ｐ）としたとき、
θｓ−（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）＜θｓｋｅｗ≦θｓ＋（θｐ_ＭＡＸ−θｓ）
の関係を満足し、
前記永久磁石を複数段、並べた状態の前記軸方向の寸法は、前記リベットで締結する前の前記回転子コアの前記軸方向の寸法よりも短く設定されており、前記回転子コアに前記永久磁石を配置した状態で、前記各段の前記永久磁石の一部が、隣接する他の段の前記回転子コアに入り込んだ状態となっており、
前記永久磁石は、前記周方向の先端面および後端面のそれぞれにおいて前記軸方向の両端部が面取りされており、前記回転子構成体にスキューを施すにあたって前記回転子コアを前記周方向に移動する際に、前記永久磁石の前記面取り部分が、隣接する段の前記回転子コアに接触することで前記永久磁石が前記磁石挿入孔内を前記軸方向に移動しながら前記周方向に送られ、前記回転子構成体が前記周方向に移動する永久磁石型モータの製造方法。
【請求項３】
前記面取りの寸法Ｃは、段数がＮ、各段の前記回転子構成体と前記各段の前記永久磁石との前記軸方向の寸法差がΔであるとき、
Ｃ≧Ｎ／（Ｎ−１）×Δ
である
請求項２記載の永久磁石型モータの製造方法。
【請求項４】
各段の前記回転子コアのそれぞれは、前記複数の電磁鋼板を積層して前記回転子コアを形成する工程の前に、前記軸方向に一体に形成されている
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の永久磁石型モータの製造方法。
【国際調査報告】
2019073579.tif 000015
2019073579.tif 000016
2019073579.tif 000017
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