(57)【要約】【課題】コギングトルクの低減、組立工数の削減、電動機の高効率化を得ること。【解決手段】回転子鉄心２１は、外周形状を磁極の中心位置Ａで回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置Ｂ，Ｃで回転子半径を最小とした円管状の形状とし、リング状永久磁石２２，３２，３３は、ラジアル方向または極方向に異方性を有する磁性材料に隣り合う磁極の極性を周方向に交互に入れ替えて着磁して形成し、円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石２２，３２，３３はラジアル方向または極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成した。【選択図】　　　図３
2004072858.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、外周形状を磁極の中心位置で回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置で回転子半径を最小とした円管状の形状とし、前記リング状永久磁石は、ラジアル方向に異方性を有する磁性材料に隣り合う磁極の極性を周方向に交互に入れ替えて着磁して形成したことを特徴とする永久磁石埋め込み型電動機。
【請求項２】
円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石はラジアル方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする請求項１に記載の永久磁石埋め込み型電動機。
【請求項３】
積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、外周形状を磁極の中心位置で回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置で回転子半径を最小とした円管状の形状とし、前記リング状永久磁石は、極方向に異方性を有する磁性材料に着磁して形成したことを特徴とする永久磁石埋め込み型電動機。
【請求項４】
円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石は極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする請求項３に記載の永久磁石埋め込み型電動機。
【請求項５】
積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、積層された磁性体の外周形状を円形とし、境界位置に漏洩磁束防止用の溝を設け、この溝を基準として積層された磁性体を捻ってスキューを設け、リング状永久磁石はラジアル方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする永久磁石埋め込み型電動機。
【請求項６】
積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、積層された磁性体の外周形状を円形とし、境界位置に漏洩磁束防止用の溝を設け、この溝を基準として積層された磁性体を捻ってスキューを設け、リング状永久磁石は極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする永久磁石埋め込み型電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、永久磁石埋め込み型の回転子に係り、特に、回転子鉄心の内部にリング状永久磁石を備えた永久磁石埋め込み型電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の永久磁石埋め込み型回転子は、回転軸とその周りに配置された積層鉄心及び板状永久磁石とによって構成されている。
【０００３】
ところで、このような永久磁石を埋め込んだ電動機の場合、コギングトルクが発生し、このため振動や騒音が大きくなるという傾向があり、回転速度の安定性が悪化するなどの問題が発生するため、コギングトルクを低減する必要がある。
【０００４】
また、小形の電動機の場合や極数が多い電動機の場合は、板状永久磁石が小さく、また、磁石個数が多くなるので、回転子の製造にあたって永久磁石の埋め込み作業が煩雑となり、組立工数が増加するという問題がある。
【０００５】
このため、先行技術の内実開平７−１１８５８号公報に記載の技術では、リング状永久磁石を用いた、コギングトルク低減方法が開示されている。すなわち、図９（ａ）には、その永久磁石埋め込み型回転子と固定子の部分正面図を、図９（ｂ）には、その永久磁石埋め込み型回転子の部分斜視図を示す。ここでは、積層された鉄心に所定のピッチＰで設けたスロット１０１に巻き線１０２を施した固定子１０３の内側に、空隙を介して円柱状磁性体よりなる回転子１０５を備えている。この回転子１０５は、積層鉄心からなる外ヨーク１０６の内径に嵌合した、リング状永久磁石１０７と、このリング状永久磁石１０７の内径に嵌合した、積層鉄心からなる内ヨーク１０８と、この内ヨーク１０８の内径に嵌合したシャフト１０９から構成される。そして、外ヨーク１０６には、前記リング状永久磁石１０７の着磁境界１１１の位置にあって隣極への漏洩磁束防止のために所定幅の溝１１０が設けられている。この所定幅の溝１１０は、回転子外径における極ピッチの１／３から１／６となる幅でＵ字形の溝であり、半径方向に等ピッチで極数個分設けてある。ここでは、図９（ｂ）に示すように前記溝１１０を、リング状永久磁石１０７の着磁境界１１１を基準に、軸方向の両端部間を固定子スロットピッチＰの１／２となるように捻って外ヨーク１０６を積層することによりスキューを設け、コギングトルクを低減している。また、リング状永久磁石を採用することにより、磁石個数を少なく出来、組立工数を削減している。
【０００６】
また、特開平７−２１２９９５号公報に記載された先行技術では、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、この回転子鉄心の内径に嵌合したリング状永久磁石とした永久磁石埋め込み型回転子が開示されている。図１０には、その永久磁石埋め込み型回転子及び固定子の部分正面図を示す。積層された鉄心に所定のピッチＰで設けたスロット１０１を設けた固定子１０３の内側に、空隙を介して円柱状磁性体よりなる回転子１０５を備えている。この回転子１０５は、積層鉄心からなる外ヨーク１０６の内径に嵌合した、リング状永久磁石１０７と、このリング状永久磁石１０７の内径に嵌合したシャフト１０９から構成される。前記外ヨーク１０６には、前記リング状永久磁石１０７の着磁境界１１１の位置にあって隣極への漏洩磁束防止用の複数の溝（切り込み）１１０を備えることにより、漏洩磁束防止のために逆突極性を得ているが、コギングトルクを低減することは、考慮されていない。もっとも、リング状永久磁石を採用することにより、磁石個数を少なく出来、組立工数を削減している。
【０００７】
また、特開２０００−１９７２９２号公報に記載された先行技術は、外周形状を花丸形状とした、コギングトルク低減方法が開示されている。図１１には、その永久磁石埋め込み型回転子の正面図を示す。積層された回転子鉄心１１２の円周方向に回転子の極数分周方向等間隔に矩形の磁石装着孔１１３を設け、磁石装着孔１１３の各々に磁極面を鉄心径方向として互いに隣接する磁極が異なるように板状永久磁石１１４を装着し、板状永久磁石１１４の各々の外周側磁極面に形成される回転子鉄心１１２の鉄心磁極部１１５の外周形状を、周方向中央部Ｐａにて鉄心中心よりの距離が最も大きくなり、極間部Ｐｂにて鉄心中心よりの距離が最も小さくなるような各鉄心磁極部１１５ごとに　円弧状とすることで、電動機空隙部の磁束の変化をなだらかにし、コギングトルクを低減している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
図９のような永久磁石埋め込み型回転子では、集中巻のように、固定子のスロット１０１の数と、回転子の極の数が近い場合、例えば固定子のスロット１０１の数が１２で回転子の極の数が８の場合、固定子のスロットピッチＰの１／２捻ることにより、例えば本来Ｎ極である部分に、Ｓ極の磁石が存在することとなり、スキューの効果は得られず、また、トルクに寄与する有効磁束が低下し、効率の低下となる。また、表面磁束波形が乱れるため、表面磁束波形により決定する、誘起電圧波形に高調波が含まれ、ひいては、トルク変動の原因となる。
【０００９】
また、漏洩磁束防止用の所定幅の溝１１０の幅が回転子外径における極ピッチの１／３から１／６である必要があるため、有効磁束の減少、ひいては、電動機効率の低下の原因となる。これは、リング状永久磁石の１／３〜１／６が、磁気抵抗の大きな、漏洩磁束防止用の所定幅の溝１１０と対向する為、リング状永久磁石が発生する磁束が無効となるためである。
【００１０】
また、図１０のような永久磁石埋め込み型回転子では、コギングトルクを低減するためには、固定子でのスキューが必要となる。固定子のスキューは、巻き線作業性の悪化、巻き線抵抗の増加に伴う、電動機効率の低下となる。また、固定子側でスキューを行わない場合には表面磁束波形が台形形状となるため、表面磁束波形により決定する、誘起電圧波形に高調波が含まれ、ひいては、トルク変動の原因となる。
【００１１】
また、図１１のような永久磁石埋め込み型回転子では、極数分の板状永久磁石１１４を挿入することが必要となるため、組立に時間がかかる。特に、小形の電動機の場合や、極数が多い場合に、板状永久磁石１１４が小さくなるため、さらに作業性が悪く組立工数の増加の原因となる。
【００１２】
この発明は上記に鑑みてなされたもので、コギングトルクの低減、組立工数の削減、電動機の高効率化を得る永久磁石埋め込み型電動機の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明にかかる永久磁石埋め込み型電動機は、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、外周形状を磁極の中心位置で回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置で回転子半径を最小とした円管状の形状とし、前記リング状永久磁石は、ラジアル方向に異方性を有する磁性材料に隣り合う磁極の極性を周方向に交互に入れ替えて着磁して形成したことを特徴とする。
【００１４】
この発明によれば、リング状永久磁石を用いることにより、組立工数を削減でき、製造コストの低減が実現できる。また、回転子鉄心の外形形状により、コギングトルクを低減でき、騒音、振動が少ない、回転の安定性が高い回転機を得ることができる。
【００１５】
つぎの発明にかかる永久磁石埋め込み型電動機は、上記の発明において、円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石はラジアル方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする。
【００１６】
この発明によれば、回転子鉄心によるスキューおよび、磁石のスキュー着磁により、さらなるコギングトルクの低減が可能となる。
【００１７】
つぎの発明にかかる永久磁石埋め込み型電動機は、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、外周形状を磁極の中心位置で回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置で回転子半径を最小とした円管状の形状とし、前記リング状永久磁石は、極方向に異方性を有する磁性材料に着磁して形成したことを特徴とする。
【００１８】
この発明によれば、極方向に異方性を持ったリング状永久磁石を用いることにより、電動機の効率向上が可能となる。しかも、異方性を有する磁性材料を着磁することで磁束の方向が決まり、漏洩磁束を更に減少することができ、電動機の効率向上となる。
【００１９】
つぎの発明にかかる永久磁石埋め込み型電動機は、上記の発明において、円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石は極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする。
【００２０】
この発明によれば、回転子鉄心によるスキューおよび、磁石のスキュー着磁により、さらなるコギングトルクの低減が可能となる。
【００２１】
つぎの発明にかかる永久磁石埋め込み型電動機は、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、積層された磁性体の外周形状を円形とし、境界位置に漏洩磁束防止用の溝を設け、この溝を基準として積層された磁性体を捻ってスキューを設け、リング状永久磁石はラジアル方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする。
【００２２】
この発明によれば、漏洩磁束防止用溝の幅に制限がない為、漏洩磁束防止用溝の幅を小さくする事ができ、無効磁束を少なくすることが可能となり、電動機の高効率化が実現できる。
【００２３】
つぎの発明にかかる永久磁石埋め込み型電動機は、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、積層された磁性体の外周形状を円形とし、境界位置に漏洩磁束防止用の溝を設け、この溝を基準として積層された磁性体を捻ってスキューを設け、リング状永久磁石は極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことを特徴とする。
【００２４】
この発明によれば、漏洩磁束防止用溝の幅に制限がない為、漏洩磁束防止用溝の幅を小さくする事ができ、無効磁束を少なくすることが可能となり、電動機の高効率化が実現できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下に添付図１〜８を参照して、この発明にかかる好適な実施の形態を詳細に説明する。
【００２６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１である永久磁石埋め込み型電動機の構成を示す断面図である。ここでは、永久磁石埋め込み型電動機は、固定子１０と、永久磁石埋め込み型回転子２０と、軸受部材４１と、外側構造体４２とで構成されている。
【００２７】
固定子１０は、珪素鋼板を所定の形状、たとえば図２に示されているように、内周面に１２個のスロット１１を備えた形状に打ち抜いて積層した固定子鉄心１２に三相巻線１３が施されており、この三相巻線１３は、電源ユニット（図示省略）に接続されるように構成されている。
【００２８】
永久磁石埋め込み型回転子２０は、円形に打ち抜かれた内側形状と周方向に等しく盛り上がり部分が形成された外側形状とを有する磁性体が積層された回転子鉄心２１と、この回転子鉄心２１の内側に嵌合したラジアル方向（放射方向）に異方性を有したリング状永久磁石２２と、このラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石２２の内側に嵌合したシャフト２３とで構成される。
【００２９】
図３は、８極の場合の永久磁石埋め込み型回転子２０を示している。回転子鉄心２１は、その円周方向に外周に回転子の極数である８つ分前述の盛り上がり部分が設けられ、この盛り上がり部分は周方向に等間隔に設けた極の中心位置Ａで回転子半径が最大となり、隣接する極と極の境界位置Ｂ、Ｃの回転子半径が最小となる湾曲した形状となっている。また、回転子鉄心２１の境界位置Ｂ、Ｃである漏洩磁束防止部の厚さＬは、回転力（回転によって回転子鉄心２１に作用する遠心力）に対する強度に耐え得る厚さとしている。
【００３０】
積相された回転子鉄心２１の円筒形内側には、リング状永久磁石２２の外周が嵌め合わされる。この場合、回転子鉄心２１の外径をＲとし極数をＮとした場合、これらの値Ｒ、Ｎは、適宜に決定されて良いが、特にπＲ／Ｎ＜１５の場合すなわち１極分の長さ（幅）が１５ｍｍ以下の場合、リング状永久磁石２２の組立工数の多さや作業性の煩雑さに対して改善効果が大きい。例えば、図１１のような極数分の板状永久磁石１１４を挿入する必要がある永久磁石埋め込み型回転子では、極数分の板状永久磁石１１４を挿入する作業が必要となるため、特に、小形の電動機の場合や、極数が多い場合（例えば、Ｒ＝３０、Ｎ＝８、πＲ／Ｎ＜１５の場合、１個の磁石幅が１０ｍｍ程度の場合）に、板状永久磁石１１４が小さくなるため、作業性が悪く組立工数の増加の原因となる。このような場合でも、本実施の形態に記載の図３に示す永久磁石埋め込み型回転子を用いることで、大幅な作業性改善、組立工数の削減を実現可能である。
【００３１】
更に、リング状永久磁石２２にあって、図４は、着磁されていないラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石２２の、磁性材料の配向方向２５を示している。この場合、ラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石２２とは、リング状永久磁石の製造に当たって、リング状の磁性材料に磁場を加えることにより、磁性材料の配向方向２５を、ラジアル方向としたものである。具体的には、磁石金型を用いた磁場中での成形においてラジアル方向の磁場の形成に基づき異方性を持たせたものである。
【００３２】
上述のような構成によれば、固定子１０と回転子２０との間の電動機ギャップ部のリラクタンスの変化言い換えれば磁束の変化がなだらかとなり、これにより、コギングトルクが抑制される。
【００３３】
また、上述のような構成によれば、前述の境界位置である隣接する極と極の間のギャップではリラクタンスが最大となり、この極と極の間を通過する漏洩磁束を最小限とすることができる。さらに、前述の境界位置である回転子鉄心２１の漏洩磁束防止部で磁束の飽和が発生することにより、突極性が生じ、センサレス運転が可能となる。また、リラクタンストルクも発生するため、高効率となる。
【００３４】
また、上述のような構成によれば、回転子２０の極数によらず、１個のラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石２２をシャフト２３の外形に嵌合し、さらに、このラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石２２の外径に回転子鉄心２１を嵌合することで、回転子２０を構成できるため、板状永久磁石を回転子の極数枚用いていた従来のものと比べ、組立作業時間を大幅に短縮できる。
【００３５】
一方、上記のように構成された回転子鉄心２１において、極の中心で回転子半径が最大となる点Ａと、隣接する極と極の間の回転子半径が最小となる点Ｂ、点Ｃを結ぶ形状は、３点を通過する、円弧である必要はなく、例えば、図５（ａ）、図５（ｂ）のような、円弧をつないでなる、形状でもかまわない。ちなみに、図３では境界部分Ｂ、Ｃの形状は円弧が切れた形状であるが、図５（ａ）での境界部分Ｂ、Ｃの形状は円弧の端をなだらかに繋ぐ形状となっている。また、上述の実施の形態では、回転子２０の極数が８極、固定子のスロット数が１２個の場合であるが、極数、スロット数は特に問わない。
【００３６】
実施の形態２．
つぎに、この発明の実施の形態２について説明する。図６は、この実施の形態２による永久磁石埋め込み型回転子を示している。この実施の形態２では、図１〜図５までの構成を前提にして説明する。すなわち、図６において、上述の実施の形態１の積層された磁性体よりなる回転子鉄心２１を捻って積層しスキューを設け、ラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石３２は、そのスキュー角に合わせスキュー着磁を行っている。この場合、ラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石３２の着磁葉、極数およびスキュー角とも着磁ヨークによって自在に着磁が可能である。
【００３７】
実施の形態１に加え、ラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石３２と、積層された磁性体よりなる回転子鉄心２１にスキューを設けることで、更にコギングトルクを低減することが可能となる。
【００３８】
実施の形態３．
つぎに、この発明の実施の形態３について説明する。図７は、この実施の形態３による永久磁石埋め込み型回転子を示している。この実施の形態３では、図１〜図５までの構成を前提にして説明する。図７においては、上述の実施の形態１のリング状永久磁石２２について、極方向に異方性を有したリング状永久磁石３３としている。この場合、極方向に異方性を有したリング状永久磁石３３とは、リング状永久磁石の製造工程において、磁性材料に磁場を加える成形をすることにより、磁性材料の配向方向２６を、極方向としたものである。この極方向に異方性を有したリング状永久磁石３３を着磁すると、磁性材料の配向方向２６に沿って、磁化される。この場合、磁石金型を用いた磁場中での成形において極方向の磁場の形成に基づき異方性を持たせている。また、極方向に異方性を有したリング状永久磁石３３の着磁は、磁石製造工程の磁場成形を行う磁石金型においてスキュー角を持たせて作られた後、所定の極数とスキュー角を持った着磁ヨークにて行われる。
【００３９】
この極方向に異方性を有したリング状永久磁石３３を採用することにより、図７に示すように、磁束の流れが、極の中心に集中するため、最小肉厚部からの漏洩磁束が更に減少し、効率が向上する。
【００４０】
実施の形態４．
つぎに、この発明の実施の形態４について説明する。図８は、この実施の形態４による永久磁石埋め込み型回転子を示している。この実施の形態４では、前記積層した磁性体（例えば積層電磁鋼板）よりなる円管状の鉄心２１の外周形状を円形とし、境界位置３５に漏洩磁束防止用の溝３６を設け、この溝３６を基準として磁性体を捻って積層しスキューを設け、ラジアル方向に異方性を有したリング状永久磁石３２は、そのスキュー角に合わせてスキュー着磁を行っている。
【００４１】
極性の境界位置３５に漏洩磁束防止用の溝３６を設け、この溝３６を基準とし、積層した磁性体を捻って積層しスキューを設け、リング状永久磁石３２は、そのスキューに合わせてスキュー着磁を行うことにより、境界位置が明確となり、良好なスキューが実現でき、コギングトルクが大幅に減少する。
【００４２】
また、この実施の形態４は、従来の実開平７−１１８５８にあるような、漏洩磁束防止用溝の幅の制限がなく、回転力に耐えうる強度を確保していれば如何なる形状でもよいため、漏洩磁束防止用溝の幅を小さくする事ができ、無効磁束を少なくすることが可能である為、電動機の高効率化が実現できる。また着磁は実施の形態３の極方向であっても良い。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、外周形状を磁極の中心位置で回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置で回転子半径を最小とした円管状の形状とし、前記リング状永久磁石は、ラジアル方向に異方性を有する磁性材料に隣り合う磁極の極性を周方向に交互に入れ替えて着磁して形成したことで、リング状永久磁石を用いることにより、組立工数を削減でき、製造コストの低減が実現できる。また、回転子鉄心の外形形状により、コギングトルクを低減でき、騒音、振動が少ない、回転の安定性が高い回転機を得ることができる。
【００４４】
つぎの発明によれば、円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石はラジアル方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことにより、回転子鉄心によるスキューおよび、磁石のスキュー着磁により、さらなるコギングトルクの低減が可能となる。
【００４５】
つぎの発明によれば、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、外周形状を磁極の中心位置で回転子半径を最大としかつ隣接する極と極の間の境界位置で回転子半径を最小とした円管状の形状とし、前記リング状永久磁石は、極方向に異方性を有する磁性材料に着磁して形成したことにより、極方向に異方性を持ったリング状永久磁石を用いることにより、電動機の効率向上が可能となる。しかも、異方性を有する磁性材料を着磁することで磁束の方向が決まり、漏洩磁束を更に減少することができ、突極性を確保することができる。
【００４６】
つぎの発明によれば、円管状の鉄心を捻ってスキューを設ける一方、リング状永久磁石は極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことにより、回転子鉄心によるスキューおよび、磁石のスキュー着磁により、さらなるコギングトルクの低減が可能となる。
【００４７】
つぎの発明によれば、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、積層された磁性体の外周形状を円形とし、境界位置に漏洩磁束防止用の溝を設け、この溝を基準として積層された磁性体を捻ってスキューを設け、リング状永久磁石はラジアル方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことにより、漏洩磁束防止用溝の幅に制限がないため、漏洩磁束防止用溝の幅を小さくする事ができ、無効磁束を少なくすることが可能となり、電動機の高効率化が実現できる。
【００４８】
つぎの発明によれば、積層された磁性体よりなる回転子鉄心と、前記回転子鉄心の内側に嵌合したリング状永久磁石と、前記リング状永久磁石の内側に嵌合したシャフトよりなる回転子を有する永久磁石埋め込み型電動機において、前記回転子鉄心は、積層された磁性体の外周形状を円形とし、境界位置に漏洩磁束防止用の溝を設け、この溝を基準として積層された磁性体を捻ってスキューを設け、リング状永久磁石は極方向に異方性を有する磁性材料をスキュー角に合わせてスキュー着磁をして形成したことにより、漏洩磁束防止用溝の幅に制限がない為、漏洩磁束防止用溝の幅を小さくする事ができ、無効磁束を少なくすることが可能となり、電動機の高効率化が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１である永久磁石埋め込み型電動機の軸方向に沿う断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１による永久磁石埋め込み型電動機を示す軸に対して垂直に切断した断面図である。
【図３】この発明の実施の形態１による永久磁石埋め込み型電動機の回転子を示す軸に対して垂直に切断した断面図である。
【図４】この発明の実施の形態１によるリング状磁石の異方性を示す正面図である。
【図５】この発明の実施の形態１による永久磁石埋め込み型電動機の回転子の変形例を示す軸に対して垂直に切断した断面図である。
【図６】この発明の実施の形態２による永久磁石埋め込み型電動機の回転子を示す軸に対して垂直に切断した断面図と側面図である。
【図７】この発明の実施の形態３による永久磁石埋め込み型電動機の回転子を示す軸に対して垂直に切断した断面図である。
【図８】この発明の実施の形態４による永久磁石埋め込み型電動機の回転子を示す軸に対して垂直に切断した断面図と側面図である。
【図９】従来の１例を示す電動機の部分断面及び部分斜視図である。
【図１０】従来の他の例を示す電動機の部分断面図である。
【図１１】従来のその他の例を示す電動機の断面図である。
【符号の説明】
１０　固定子、２０　回転子、２１　回転子鉄心、２２、３２、３３　リング状永久磁石、２３　シャフト、２５、２６　配向方向、３５　境界位置、３６　溝。
【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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【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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