(57)【要約】【課題】高速回転時においてロータコアに作用する応力を低減してモータの強度をアップし、しかも、十分なトルクを得ることができるようにする。【解決手段】ロータ３の回転中心と平行にロータコア７に設けられ、ロータ３の回転中心と直交する交線“ａ”に対して線対称に交差する向きに延出して永久磁石が埋め込まれる複数の永久磁石挿入孔８と、永久磁石挿入孔８における交線“ａ”と交差する方向の両端に連続した空隙部１１とをロータコア７に形成する。永久磁石挿入孔８における交線“ａ”と交差してロータ３の外周側を向いた挿入孔外側縁部を、空隙部１１の空隙部外側縁部に対して段付状となるように交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出させる。これにより、ロータコア７での応力集中が防止されてロータ３の強度がアップし、空隙部１１の存在により永久磁石埋込型モータ１のトルクもアップする。【選択図】    図１
2004254396.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻線を備えたステータと、ロータコアに複数の永久磁石が埋め込まれて前記ステータの内側に回転可能に配置されたロータとを有する永久磁石埋込型モータにおいて、
前記ロータの回転中心と平行に前記ロータコアに設けられ、前記ロータの回転中心と直交する交線に対して交差する向きに線対称に延出して前記永久磁石が埋め込まれる複数の永久磁石挿入孔と、
前記永久磁石挿入孔における前記交線と交差する方向の両端に連続して前記ロータコアに設けられた空隙部と、を有し、
前記永久磁石挿入孔における前記交線と交差して前記ロータの外周側を向いた挿入孔外側縁部が、前記空隙部の空隙部外側縁部に対して段付状となって前記交線に沿った前記ロータの外周側に突出していることを特徴とする永久磁石埋込型モータ。
【請求項２】
前記永久磁石挿入孔の内径寸法と前記永久磁石の外形寸法とが略同じであることを特徴とする請求項１記載の永久磁石埋込型モータ。
【請求項３】
前記永久磁石が直方体形状であることを特徴とする請求項１又は２一記載の永久磁石埋込型モータ。
【請求項４】
吸込口体が連通されたハウジングと、前記ハウジング内に収納されて請求項１ないし３のいずれか一記載の永久磁石埋込型モータを備えたファンモータとを有する電気掃除機。
【請求項５】
前記永久磁石埋込型モータは、３相構造であって１２０度通電方式で駆動されることを特徴とする請求項４記載の電気掃除機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石埋込型モータ及び電気掃除機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
永久磁石を備えたロータをステータの内側で回転させる方式のモータを永久磁石の保持方式で分類すると、ロータコアの内部に永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋込型モータと、ロータコアの外周側表面に永久磁石を固定する永久磁石表面型モータとに分類できる。
【０００３】
永久磁石表面型モータでは、ロータの回転による遠心力で永久磁石が剥離することを防止するために金属管等で永久磁石を囲む必要がある。これに対し、永久磁石埋込型モータではロータコアに形成した永久磁石挿入孔に永久磁石を挿入するだけでよく、構造が簡単になるとともにモータの小型化を図ることができる等の利点があり、様々な構造のものが提案されている（特許文献１、２参照）。
【０００４】
図１７、図１８は上述した特許文献等に記載された永久磁石埋込型モータの概略構造を示したものである。
【０００５】
図１７に示した永久磁石埋込型モータ１０１（以下、必要に応じて従来例１と表現する）は、ステータ１０２とステータ１０２の内側に回転可能に配置されたロータ１０３とから構成されている。
【０００６】
ステータ１０２は、筒状のステータコア１０４、ステータコア１０４の内側に一体に形成された３つのティース１０５、各ティース１０５に巻かれた巻線１０６等から構成されている。
【０００７】
ロータ１０３は、ロータコア１０７、ロータコア１０７に設けられた４つの永久磁石挿入孔１０８、永久磁石挿入孔１０８に挿入された永久磁石１０９、ロータコア１０７に固定された回転軸１１０等から構成されている。ステータコア１０４とロータコア１０７とは、多数の珪素鋼板を積層して形成されている。
【０００８】
永久磁石挿入孔１０８は、ロータ１０３の回転中心と平行に設けられ、ロータ１０３の回転中心（回転軸１１０）と直交する交線“ａ”に対して線対称であって直交する向きに延出して形成されている。また、永久磁石挿入孔１０８と永久磁石１０９との回転軸１１０と直交する面内の断面形状は略同じであり、永久磁石挿入孔１０８の内周面とこの永久磁石挿入孔１０８に挿入された永久磁石１０９の外周面との間には隙間が生じていない。
【０００９】
図１８に示した永久磁石埋込型モータ１１１（以下、必要に応じて従来例２と表現する）は、基本的構成は図１７の従来例１と同じであり、ステータ１０２とロータ１０３とから構成されている。この永久磁石埋込型モータ１１１と図１７に示した従来例１との相違点は、永久磁石挿入孔１０８における交線“ａ”と直交する方向の幅寸法“Ａ”が、永久磁石１０９における交線“ａ”と直交する方向の幅寸法“Ｂ”より大きく形成され、永久磁石挿入孔１０８の幅方向の両端に空隙部１１２が形成されている点である。このような空隙部１１２を形成することにより、空隙部１１２が、永久磁石１０９のＮ極とＳ極との間で閉じてしまう磁束量を低減させる。これにより、永久磁石１０９とステータ１０２のティース１０５との間を通る磁束が増え、この永久磁石埋込型モータ１１１では従来例１の永久磁石埋込型モータ１０１に比べて大きなトルクを得ることができる。
【００１０】
【特許文献１】
特開平１１−１８７５９７号公報
【特許文献２】
特開２００２−１１８９９４公報
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、永久磁石１０９を埋め込んだロータ１０３を高速回転させると、永久磁石１０９を挿入した永久磁石挿入孔１０８の外周側隅部（従来例２では空隙部１１２の外周側隅部）に大きな応力が発生し、この応力がロータコア１０７の降伏点を超えるとロータコア１０７に塑性変形が生じる。従って、このロータコア１０７に発生する応力を小さくする必要があり、そのためには、永久磁石１０９をロータ１０３の中心側に寄せて配置する処理や、永久磁石挿入孔１０８と永久磁石１０９との幅寸法“Ｂ”を小さくする処理が必要である。
【００１２】
しかし、これらの処理を大幅に行うと、永久磁石１０９の磁力作用によるトルクが小さくなってしまい、必要なトルクが得られないという問題が生じてしまう。
【００１３】
従来の永久磁石埋込型モータでは、ロータコア１０７に発生する応力を小さくするという課題と、モータのトルクを大きくするという課題との、相反する２つの課題を同時に満足させる提案はなされていない。
【００１４】
本発明の目的は、ロータが高速回転した場合でも、ロータコアに作用する応力を低減してモータの強度をアップし、しかも、十分なトルクを得ることができるようにすることである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、複数の巻線を備えたステータと、ロータコアに複数の永久磁石が埋め込まれて前記ステータの内側に回転可能に配置されたロータとを有する永久磁石埋込型モータにおいて、ロータの回転中心と平行であって、ロータの回転中心と直交する交線“ａ”に対して交差する向きに延出するとともに交線“ａ”に対して線対称である永久磁石挿入孔と、永久磁石挿入孔における交線“ａ”と交差する方向の両端に連続した空隙部とを、ロータコアに設ける。永久磁石挿入孔における交線“ａ”と交差してロータの外周側を向いた挿入孔外側縁部を、空隙部の空隙部外側縁部に対して段付状となるように交線“ａ”に沿ったロータの外周側に突出させる。
【００１６】
したがって、ロータの回転時にロータコアに発生する応力が永久磁石挿入孔の外周側隅部と空隙部の外周側隅部とに分散され、ある一点に応力が集中するということが防止され、ロータの強度がアップする。このため、永久磁石挿入孔をロータコアの外周側に寄せて位置させることが可能となり、永久磁石とステータの巻線側との間の磁束量を多くしてトルクをアップさせることが可能となる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の永久磁石埋込型モータの一実施の形態を図１ないし図６に基づいて説明する。図１は本実施の形態の永久磁石埋込形モータをその回転中心と直交する面で断面にした断面図、図２はロータの一部を示す分解斜視図、図３はロータの一部を拡大して示す平面図である。
【００１８】
本実施の形態の永久磁石埋込型モータ１の基本的構造は図１７、図１８に示した従来例の永久磁石埋込型モータ１０１、１１１と同じであり、ステータ２とステータ２の内側に回転可能に配置されたロータ３とから構成されている。ステータ２は、筒状のステータコア４、ステータコア４の内側に一体に形成された３つのティース５、各ティース５に巻かれた巻線６等から構成されている。ステータコア４は、珪素鋼板をロータ３の回転中心方向に多数積層して構成されている。珪素鋼板は、高透磁率材料であり、その表面には絶縁処理が施されている。
【００１９】
ロータ３は、ロータコア７、ロータコア７に設けられた４つの永久磁石挿入孔８、永久磁石挿入孔８に挿入された永久磁石９、永久磁石挿入孔８に連続して形成された空隙部１１、ロータコア７に固定された回転軸１０等から構成されている。ロータコア７は、珪素鋼板をロータ３の回転中心方向に多数積層して構成されている。珪素鋼板は、高透磁率材料であり、その表面には絶縁処理が施されている。
【００２０】
永久磁石挿入孔８は、回転軸１０（ロータ３の回転中心）と平行に設けられ、回転軸１０と直交する交線“ａ”に対して線対称であって直交する向きに延出して形成されている。永久磁石９の外形寸法と永久磁石挿入孔８の内径寸法とが略同じであり、永久磁石挿入孔８と永久磁石９とにおける回転軸１０と直交する面内の断面形状は略同じである。かつ、永久磁石挿入孔８と永久磁石９とはともに直方体形状に形成されている。
【００２１】
空隙部１１は、永久磁石挿入孔８と同じように回転軸１０と平行に設けられており、永久磁石挿入孔８における交線“ａ”と直交する方向の両端に連続して形成されている。空隙部１１の中は、空気のままでもよいし、又は、軽量で（密度が小さく）あって透磁率の小さい（空気と同程度）高分子材料などで埋めてもよい。
【００２２】
永久磁石挿入孔８と空隙部１１との関係は、図３に拡大して示すように、永久磁石挿入孔８における交線“ａ”と直交してロータ３の外周側を向いた挿入孔外側縁部８ａが、挿入孔外側縁部８ａと同じ方向を向いた空隙部１１の空隙部外側縁部１１ａに対して段付状となって交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出している。また、永久磁石挿入孔８における交線“ａ”と直交してロータ３の内周側を向いた挿入孔内側縁部８ｂと、挿入孔内側縁部８ｂと同じ方向を向いた空隙部１１の空隙部内側縁部１１ｂとは、同一直線上に位置して交線“ａ”と直交している。
【００２３】
言い換えると、永久磁石挿入孔８とその両側に連続して位置する空隙部１１とがなすロータ３の回転中心と直交する面内の断面形状は、ロータ３の回転中心側の縁部が連続し、ロータ３の外周側を向いた縁部が永久磁石挿入孔８の領域の部分が外側に突出した凸形状に形成されている。
【００２４】
なお、永久磁石９の隅部には、欠けなどを防止するための面取り部９ａを図４に示すように形成する場合がある。このような場合でも、交線“ａ”方向に沿った面取り部９ａの範囲が、交線“ａ”方向に沿った空隙部１１の範囲内に入り込まないように空隙部１１が形成されている。
【００２５】
このような構成において、図３に示すように、永久磁石９の交線“ａ”方向の幅寸法を“Ｘ”、空隙部１１の交線“ａ”方向の幅寸法を“Ｙ”とし、その幅寸法の比を空隙比（空隙比＝Ｙ／Ｘ）とし、この空隙比が０．３５のロータ３と、０．７９のロータ３とを想定し、そのロータ３を３０，０００ｒｐｍ前後の高速で回転させた時にロータコア７に発生する最大応力を計算した。その比較例として、図１７（従来例１）、図１８（従来例２）のロータ１０３においても同様に最大応力を計算した。その結果を図５に示す。
【００２６】
また、空隙比が０．３４のロータ３と、０．７９のロータ３が回転した時にステータ２側のティース５を通る最大磁束量を計算した。その比較例として、図１７（従来例１）、図１８（従来例２）のロータ１０３についても同様に計算した。その結果を図６に示す。
【００２７】
これらの応力と磁束量との計算において、永久磁石９はネオジウム系の焼結永久磁石として計算した。ネオジウム系の焼結永久磁石は、最大エネルギー積が大きく、密度が大きい。また、本実施の形態と、従来例１、２との計算において、交線“ａ”と直交する方向の永久磁石９、１０９の幅寸法は全て“Ｂ”と同一とし、永久磁石９、１０９の質量も全て同一とした。また、本実施の形態の永久磁石挿入孔８と空隙部１１とが連続した交線“ａ”と直交する方向の幅寸法は“Ａ”であり、従来例２に示した永久磁石挿入孔１０８における交線“ａ”と直交する方向の幅寸法“Ａ”と同一にした。
【００２８】
ここで、ロータ３、１０３の回転時にロータコア７、１０７に発生する最大応力が小さければ、より高速回転の領域まで回転数を上げることができる。また、ティース５を通る磁束量が多ければ、高価な永久磁石９の使用量も少なくて済み、ロータコア７やステータコア４の積み厚も少なくすることができるので、安価で軽量なモータになる。図５、図６の結果からわかるように、従来例１の形状は、回転時にロータコア１０７に発生する応力が小さく、強度的に強い形状であるが、ステータ１０２のティース１０５を通る磁束量が少ないため永久磁石１０９の磁力作用によるトルクが小さい。
【００２９】
一方、従来例２の形状では、空隙部１１２の存在により、永久磁石１０９のＮ極とＳ極との間で閉じてしまう磁束の量が少なくなり、ステータ１０２側のティース１０５を通る磁束の量が多くなる。よって、永久磁石１０９の磁力作用によるトルクは大きくなるが、空隙部１１２が外方向に張り出しているためにその空隙部１１２の外周側隅部“ｎ”に発生する応力集中によりロータ１０３が強度的に弱くなる。
【００３０】
そこで、本実施の形態のように、永久磁石挿入孔８の両側に空隙部１１を形成し、この永久磁石挿入孔８と空隙部１１とがなす形状をロータ３の外周側に向けた凸形状とすることにより、ロータ３の回転時にロータコア７に発生する応力は、永久磁石挿入孔８の外周側隅部“Ｍ”と空隙部１１の外周側隅部“Ｎ”とに分散され（図３参照）、高速回転時にロータ３に作用する最大応力を従来例２よりも小さくすることができる。さらに、永久磁石９の両側に位置する空隙部１１の存在により、永久磁石９のＮ極とＳ極との間で閉じてしまう磁束の量が少なくなり、従来例１よりもステータ２のティース５を通る磁束の量が増大する。よって、応力と磁束量との両面からバランスの良い特性の永久磁石埋込型モータ１を、容易に得ることができる。すなわち、この永久磁石埋込型モータ１は、３０，０００ｒｐｍを越える高速の回転域で使用するモータとして、強度的に安全であり、さらに、永久磁石９の磁力作用によるトルクを有効に利用することが可能なモータであるということが言える。
【００３１】
図７は、空隙比に対する最大磁束量と最大応力との関係を示したものである。空隙比を小さくしていくとそれに応じて最大応力が小さくなり、逆に、空隙比を大きくしていくとティース５を通る磁束量が増えていく。すなわち、本実施の形態の永久磁石埋込型モータ１を電気機器に適用する場合に、その電気機器の用途に応じて、最大応力を低減することを重要視するか、または、ティース５を通る磁束量を多くすることを重要視するかを、空隙比を調整するだけで容易に選択することが可能である。
【００３２】
また、本実施の形態のような複数の永久磁石９をロータコア７に埋め込むタイプの永久磁石埋込型モータ１では、各永久磁石９の埋込位置を精度良く保たなければならない。もし、各永久磁石９間の埋込位置バラツキが大きいと、大きなトルクリップルが発生してしまう。従来例２では、図からもわかるように、永久磁石１０９を永久磁石挿入孔１０８に埋め込む時における、交線“ａ”と直交する方向の位置合わせが行いづらく、製造工程での負担が大きい。しかしながら、本実施の形態のロータ３では、永久磁石９の外形寸法と略同じ内径寸法の永久磁石挿入孔８が形成されているので、永久磁石挿入孔８への挿入時における永久磁石９の位置合わせが容易である。さらに、本実施の形態では永久磁石９が直方体形状に形成されており、直方体形状の永久磁石９は成形が容易であるため、低コストで製造が可能である。さらに、直方体形状の永久磁石９は永久磁石挿入孔８へ挿入するときのハンドリングも容易であり、永久磁石埋込型モータ１の製造コストの低減を図るうえでより効果的である。
【００３３】
図８ないし図１２は、本実施の形態の変形例を示すもので、ロータ３の回転中心と直交する面内における永久磁石挿入孔８と空隙部１１との断面形状がそれぞれ異なるものである。
【００３４】
図８に示した変形例では、永久磁石挿入孔８の挿入孔外側縁部８ａと、空隙部１１の空隙部外側縁部１１ａとの向きを変えたものである。図１ないし図７に示した実施の形態では、挿入孔外側縁部８ａと空隙部外側縁部１１ａとが交線“ａ”に直交して同じ方向を向いた場合を例に挙げて説明したが、この変形例で示すように、空隙部外側縁部１１ａを挿入孔外側縁部８ａに対して傾斜させてもよい。なお、挿入孔外側縁部８ａが空隙部外側縁部１１ａに対して段付状となって交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出している点は、図１ないし図７で説明した実施の形態と同じである。
【００３５】
図９に示した変形例では、永久磁石挿入孔８の挿入孔内側縁部８ｂと、空隙部１１の空隙部内側縁部１１ｂとの位置関係を変えたものである。図１ないし図７に示した実施の形態では、挿入孔内側縁部８ｂと空隙部内側縁部１１ｂとが同一直線状に位置している場合を例に挙げて説明したが、この変形例で示すように、挿入孔内側縁部８ｂと空隙部内側縁部１１ｂとを段付状としてもよい。なお、挿入孔外側縁部８ａが空隙部外側縁部１１ａに対して段付状となって交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出している点は、図１ないし図７で説明した実施の形態と同じである。
【００３６】
図１０に示した変形例では、永久磁石挿入孔８が台形状に形成され、空隙部１１が平行四辺形状に形成されている。なお、挿入孔外側縁部８ａが空隙部外側縁部１１ａに対して段付状となって交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出している点は、図１ないし図７で説明した実施の形態と同じである。
【００３７】
図１１に示した変形例では、永久磁石挿入孔８が長方形状に形成され、空隙部１１が台形状に形成されている。なお、挿入孔外側縁部８ａが空隙部外側縁部１１ａに対して段付状となって交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出している点は維持されている。
【００３８】
図１２に示した変形例では、永久磁石挿入孔８が長方形状に形成され、空隙部１１が階段状に形成されている。なお、挿入孔外側縁部８ａが空隙部外側縁部１１ａに対して段付状となって交線“ａ”に沿ったロータ３の外周側に突出している点は、図１ないし図７で説明した実施の形態と同じである。
【００３９】
また、いずれの変形例でも空隙比（Ｙ／Ｘ）は１以下とされている。
【００４０】
本発明の電気掃除機の一実施の形態を図１３ないし図１６に基づいて説明する。本実施の形態の電気掃除機は、図１ないし図７において説明した永久磁石埋込型モータ１を用いたものである。
【００４１】
図１３は、本実施の形態の電気掃除機の外観構成を示す斜視図である。本実施の形態の電気掃除機２１は、その基体をなすハウジング２２、一端をハウジング２２に着脱自在に接続されたホース２３、ホース２３の他端側に設けられた手元操作部２４、一端側を手元操作部２４に着脱自在に接続された２分割構成の延長管２５、延長管２５の他端側に着脱自在に取付けられた吸込口体２６、ハウジング２２内に収納保持されたファンモータ２７、ハウジング２２内に形成された集塵室（図示せず）等により構成されている。ファンモータ２７は、第一の実施の形態で説明した永久磁石埋込型モータ１の回転軸１０に羽根車２８を連結することにより形成されている。
【００４２】
ホース２３は、その基端が図示しない集塵室を介してファンモータ２７の吸込側に連通するようにハウジング２２に接続されており、そのホース２３の他端側に設けられた手元操作部２４には、後方に向けて延出した握り部２９と、この握り部２９を握った操作者の指で操作可能な範囲に位置する操作手段３０が設けられている。
【００４３】
操作手段３０は、ファンモータ２７の電源スイッチを兼ね、このファンモータ２７をそれぞれ異なる駆動状態にする複数種類の運転モードを選択することができるように構成されている。具体的には、握り部２９から延長管２５の方向に向けて、図１５中に示すように、運転モードを停止状態とする停止操作ボタン３０ａ、運転モードを弱運転状態とする弱運転操作ボタン３０ｂ、運転モードを強運転状態とする強運転操作ボタン３０ｃが一列に順次並んで配設されている。
【００４４】
図１４は、ファンモータ２７の羽根車２８の形状を示す概略図である。ファンモータ２７は、電気掃除機用として性能に優れているため従来から広く使用されている。羽根車２８は、ロータ３の回転軸１０に固定され、主板３１、側板３２、複数の羽根３３等から構成されている。この羽根３３には複数の凸部が設けられていて、主板３１と側板３２とに設けられた穴に嵌合して加締られて、それぞれが固定されている。電気掃除機２１では、この羽根車２８を３０，０００ｒｐｍ以上にまで回転させ、吸引力を得る。
【００４５】
次に、図１５を参照して本実施の形態の電気掃除機２１のファンモータ２７を駆動する駆動制御回路４１を説明する。この駆動制御回路４１は、電源部４２を駆動源として高周波駆動されるインバータ回路４３から発生する高周波電流によってファンモータ２７を回転駆動させる。このインバータ回路４３を構成する各スイッチング素子は、電気掃除機制御手段４４によってスイッチング制御される。以下、各部の詳細を説明する。
【００４６】
電源部４２は、ニッケルカドミウム（ＮｉＣｄ）電池、ニッケル水素電池、またはリチウムイオン電池などの２次電池、または、商用交流電源の交流電圧を整流回路（図示せず）及び平滑コンデンサ（図示せず）による整流平滑作用により直流電圧に変換した電源である。これら直流電圧が、インバータ回路４３に供給される。
【００４７】
インバータ回路４３は、６個の半導体スイッチング素子（スイッチング素子）４３ａを三相ブリッジ接続するとともに、各スイッチング素子４３ａと並列にダイオード４３ｂを接続した構成になっている。このスイッチング素子４３ａは、例えば、パワートランジスタ、パワーＭＯＳＦＥＴ、ＩＧＢＴなどである。このインバータ回路４３は、マイコンを主体とする電気掃除機制御手段４４によって出力されるパルス信号に基づいて制御され、交流電流をファンモータ２７の巻線６に供給する。
【００４８】
駆動制御回路４１は、インバータ回路４３に流れる電流を検出するインバータ回路電流検出手段４６と、インバータ回路４３への入力電圧を検出するインバータ回路入力電圧検出手段４７とを備える。これらの検出手段４６、４７により電気掃除機２１の運転状態を監視する。
【００４９】
ファンモータ２７は、ロータ３に設けられている永久磁石９の位置を検出するための位置検出手段４８を備えている。このような位置検出手段４８としては、電気角１２０°間隔で設置した３つの磁気センサが用いられる。磁気センサとしては、ホールセンサやホールＩＣ等がある。この位置検出手段４８とスイッチング素子の状態の関係を一例として、１２０度通電方式のスイッチングパターンを図１６に示す。位置検出手段４８は、ロータ３の一定間隔ごとの永久磁石９の位置に応じて、位置検出信号１、２、３を出力する。そして、電気掃除機制御手段４４のマイコンは、その位置検出信号１、２、３を用いてスイッチング素子を順次スイッチングし、ファンモータ２７の各相の巻線６に電流を流し、トルクを発生させる。
【００５０】
その他の永久磁石９の位置検出方法としては、特に図示しないが、光学式パルスエンコーダを使用する方法、巻線６に誘起される電圧を電圧位相検出手段によって検出する方法などが使用可能である。
【００５１】
また、位置検出信号１、２、３を用いてロータ３の回転速度を算出することも可能である。この回転速度により、ロータ３の回転状態を監視することができる。もし、異常な回転速度が検出されれば、電気掃除機制御手段４４は、ロータ３の回転を停止させる場合もある。
【００５２】
図１６に示す１２０度通電方式では、各相において、ハイサイドスイッチング素子のオン状態とローサイドスイッチング素子のオン状態との間に、６０度の非通電期間があるため、デッドバンド制御などの煩わしい設定が必要ない。さらに、簡単な位置検出手段を用いて容易にロータ３の回転制御をすることが可能である。よって、電気掃除機２１のファンモータ２７のように、必要とされる回転速度が３０，０００ｒｐｍ以上と高速で、スイッチング素子の切替が高速に行われる用途では、特に有用である。
【００５３】
これまで述べてきたように、電気掃除機２１のようにファンモータ２７の回転速度が３０，０００ｒｐｍ以上必要な機器において、本実施の形態の永久磁石埋込形モータ１を使用すると、高速回転時にロータコア７に作用する最大応力の抑制とティース５を通る磁束量の確保とを両立することが容易に実現可能である。さらに、本実施の形態の永久磁石埋込形モータ１により構成されたファンモータ２７の駆動方式として１２０度通電方式を採用すると、デッドバンド制御などの煩わしい設定が必要無く、さらに、簡単な位置検出手段４８を用いて容易にファンモータ２７の回転制御をすることが可能となる。
【００５４】
【発明の効果】
本発明によれば、高速回転時にロータコアに作用する応力集中を防止してロータの強度アップを図ることができるとともに、永久磁石とステータの巻線側との間の磁束量を増やしてトルクのアップを図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施の形態の永久磁石埋込形モータの断面図である。
【図２】ロータの一部を示す分解斜視図である。
【図３】ロータの一部を拡大して示す平面図である。
【図４】面取り部を形成した永久磁石の変形例を示す平面図である。
【図５】本実施の形態と従来例の特性比較図である。
【図６】本実施の形態と従来例の特性比較図である。
【図７】本実施の形態の特性図である。
【図８】永久磁石埋込型モータの変形例の一部を示す平面図である。
【図９】永久磁石埋込型モータの変形例の一部を示す平面図である。
【図１０】永久磁石埋込型モータの変形例の一部を示す平面図である。
【図１１】永久磁石埋込型モータの変形例の一部を示す平面図である。
【図１２】永久磁石埋込型モータの変形例の一部を示す平面図である。
【図１３】本発明の第二の実施の形態である電気掃除機の外観構成を示す斜視図である。
【図１４】ファンモータの羽根車の概略を示し、（ａ）は正面図、（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図１５】電気掃除機の駆動制御回路を示す回路図である。
【図１６】位置検出信号とスイッチング素子のスイッチングパターンとの関係を示す説明図である。
【図１７】従来例の永久磁石埋込型モータを示す断面図である。
【図１８】他の従来例の永久磁石埋込型モータを示す断面図である。
【符号の説明】
１      永久磁石埋込型モータ
２      ステータ
３      ロータ
６      巻線
７      ロータコア
８      永久磁石挿入孔
８ａ    挿入孔外側縁部
９      永久磁石
１１      空隙部
１１ａ    空隙部外側縁部
２２      ハウジング
２６      吸込口体
２７      ファンモータ
【図１】
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【図２】
2004254396.tif 000004
【図３】
2004254396.tif 000005
【図４】
2004254396.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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