(57)【要約】【課題】低い着磁電流で組込み着磁ができ、生産性が高い組込み着磁が可能なＤＣブラシレスモータ及びＤＣブラシレスモータの組込み着磁方法を提供すること。【解決手段】この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。【選択図】　　　　図４
2004096807.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項２】
ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個としたことを特徴とする請求項１に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項３】
永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置することを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項４】
ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を偶数個としたことを特徴とする請求項３に記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項５】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項６】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項７】
永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、３相の巻線が施されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、
ステータのスロット数とモータの極数ｐとの関係が、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）であることを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項８】
永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の周方向端部に設けられるフラックスバリアをロータ外周側に張り出して周方向に幅広に形成し、フラックスバリアはロータ外周と薄肉を隔てて配置され、フラックスバリアの幅をｔ１、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ厚をｔ２、ティース先端の周方向の幅をｗ、スロットオープニングをｔ３とすると、２ｔ１＋ｔ２＞ｗかつｔ２＜ｗ＋２ｔ３を満たすことを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項９】
永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、
隣合う永久磁石間のロータ外周部に切欠きを設け、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、切欠きの周方向の幅をｔ４、ティース先端の周方向の幅をｗ、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ幅をｔ２、スロットオープニングをｔ３とすると、ｗ＜ｔ４＜ｗ＋２ｔ３かつｔ２＜ｔ４の関係を満たすことを特徴とするＤＣブラシレスモータ。
【請求項１０】
ステータの巻線方式を分布巻としたことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のＤＣブラシレスモータ。
【請求項１１】
請求項１乃至１０の何れかに記載のＤＣブラシレスモータを用いたことを特徴とする圧縮機。
【請求項１２】
圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項１１に記載の圧縮機を備えたことを特徴とする冷凍サイクル装置。
【請求項１３】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項１４】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個とし、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項１５】
永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項１６】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項１７】
永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、
未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項１８】
永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、３相の巻線が施されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数ｐとの関係が、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）であるＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの３相の巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とするＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項１９】
ステータの巻線が、Ｙ結線の場合は２つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する３相着磁、Δ結線の場合は２つの相に着磁電圧を印加する２相着磁を行うことを特徴とする請求項１８に記載のＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【請求項２０】
３相の中着磁電流が最も大きい相のコイルを、最も強度の大きい最外周に配置することを特徴とする請求項１９に記載のＤＣブラシレスモータの組込着磁方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ロータコアに永久磁石を設けたＤＣブラシレスモータに関するもので、組込み着磁が容易な構造と着磁方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、モータの高性能化のために回転数の制御が容易でかつ損失を低減した高効率なＤＣブラシレスモータが広く用いられている。図１０は従来の一般的な３相４極のＤＣブラシレスモータの断面図である。図において、１は回転軸、２はロータコア３に埋め込まれる永久磁石、３はロータコア、４はこれらで構成されたロータ、７は空気又は非磁性材料で形成されるフラックスバリアである。１２は内部にロータ４がエアギャップを介して挿入されたステータで、ティース１０間に形成されたスロット１５にコイル８が巻回されている。永久磁石２は、回転軸１を有する円筒状のロータコア３の内部に、Ｎ極Ｓ極が交互になるように配置して、固着することが一般的である。
【０００３】
以上の構成で、図に示されていない駆動回路によってステータ１２に巻かれているコイル８に通電すると、コイル８は供給された電流に応じた磁束を発生する。この磁束はエアギャップ１３を介してロータ４に作用し、ロータ４が有している永久磁石２はこの磁束による磁界の極性に応じて反発あるいは吸引を繰り返して回転するものである。
【０００４】
このようなＤＣブラシレスモータの永久磁石２の着磁は、未着磁の永久磁石２を配置したロータ４をステータ１２に組み込んでから行う方が組立作業性が良いため、一般的に組込み着磁が行われている。
【０００５】
図１１は従来の一般的な３相４極の３相ＤＣブラシレスモータの組込み着磁時の磁束線図である。図において、４は未着磁の永久磁石２を配置したロータであり、ロータ４はコイル８を有するステータ１２に回転可能に組まれている。３相ＤＣブラシレスモータの組込み着磁は、２つの相、または、２つの相を短絡して短絡した相ともう一方の相の線間に電圧をかけ、図１１のように未着磁の永久磁石２に磁束がバランス良く流れる位置でロータ４とステータ１２の位置をロックし、必要起磁力が得られる着磁電圧を印加するのが一般的である。
【０００６】
ステータ１２から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ１２とロータ４の位置関係は、未着磁の永久磁石２の周方向中心が磁束の境目となるティースのティース中心に位置する場合である。図１１に示す３相ＤＣブラシレスモータは未着磁の永久磁石２の着磁時に、この条件を満たすようにすると、ロータ４中のフラックスバリア７のロータ外周側端部が、ステータ４のティースに位置するような関係になる。そうなると、ステータ１２から発生する着磁磁束が未着磁の永久磁石２を通る前に一部ステータ１２に返る磁束の漏れがあり、必要な着磁磁束を確保するためには、着磁電流を大きくする必要があり、そのため着磁時の巻線の劣化、コイルの変形の恐れがあった。
【０００７】
そこで、ＤＣブラシレスモータの組込み着磁時の着磁電流を低減する方法が種々提案されている。一例を挙げると、希土類磁石の着磁を従来の希土類磁石の着磁に要した着磁電流よりも低い着磁電流レベルで行う着磁方法が、特開平６−３１５２５２号公報で開示されている。図１２は特開平６−３１５２５２号公報で開示されている永久磁石界磁型回転電機における界磁の着磁方法を示す図である。図において、組立て時に、回転軸１にロータ４を焼嵌め等で固定し、ステータ１２とロータ４が所定の関係位置に対向設置した後、ロータ４が高温度を保持している間に、着磁電源の電圧をステータ巻線に印加してロータ４を構成する希土類磁石材２Ａ〜２Ｄを着磁するようにしている。
【０００８】
上記着磁は、ステータ巻線がΔ結線の場合には２相の巻線間に、Ｙ結線の場合には２相を短絡した一方と残りの１相間に着磁用の電圧を印加して行う。また、ステータ１２とロータ４の夫々の磁極の数を一致させ、ステータ巻線のロータ側に最も近い位置に配置される相の極の変わり目に合印Ｇをつけ、合印を合わせるようにロータを設置した後、前記相に通電して未着磁の永久磁石の着磁を行っている。これにより、ロータの希土類磁石の着磁を回転子軸の焼嵌め時の加熱状態を利用して行うことにより、希土類磁石の着磁を従来の希土類磁石の着磁に要した着磁電流よりも低い着磁電流レベルで行うことができ、ステータ巻線の信頼性が確保できるというものである。
【０００９】
また、特開平１１−２６６５７０号公報では、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分を、ロータの位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させ、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁する方法が提案されている。
【００１０】
図１３は特開平１１−２６６５７０号公報で開示されている永久磁石型電動機の着磁方法を示す図である。図において、巻線８を有するステータ５４に対して、未着時の磁石５６を有するロータ５７が回転可能に配置されている。そして、巻線８に着磁用電圧を印加して所望の磁束密度分布を生じさせ、その磁束密度分布に対して、ロータ５７の位置を回転させ、もしくは回転軸方向に移動させて未着磁の磁石５６が着磁される。これにより、最初の着磁位置ではそれほど強く着磁されなかった部分もロータの位置を磁束密度分布に対して相対的に変えることで、その部分を磁束密度の大きい領域に位置させて強く着磁させることができる。従って、小さい着磁電流で磁性部材全体をむらなく強く着磁することが可能となる。
【００１１】
【特許文献１】
特開平６−３１５２５２号公報
【特許文献２】
特開平１１−２６６５７０号公報
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
従来のＤＣブラシレスモータの着磁方法は以上のようなものであり、必ずしも改善されているとは云えない。例えば、特開平６−３１５２５２号公報で開示されている永久磁石界磁型回転電機における界磁の着磁方法は、ロータの希土類磁石の着磁を回転子軸の焼嵌め時の加熱状態を利用して行うことにより、希土類磁石の着磁を従来の希土類磁石の着磁に要した着磁電流よりも低い着磁電流レベルで行うものであり、また、特開平１１−２６６５７０号公報で開示されている永久磁石型電動機の着磁方法は、組込着磁時にロータの位置を回転させ、もしくは回転軸方向に移動させて未着磁の磁石が着磁されるもので、いずれも生産性が良い着磁方法とは云えないものであった。
【００１３】
この発明は上記のような問題点を解決するためになされたもので、低い着磁電流で組込み着磁ができ、生産性が高い組込み着磁が可能なＤＣブラシレスモータ及びＤＣブラシレスモータの組込み着磁方法を提供することを目的とする。
【００１４】
また、そのようなＤＣブラシレスモータモータを搭載した高性能、高品質、低価格な圧縮機および冷凍サイクル装置を得ることを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【００１６】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個としたことを特徴とする。
【００１７】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【００１８】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を偶数個としたことを特徴とする。
【００１９】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【００２０】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することを特徴とする。
【００２１】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、３相の巻線が施されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数ｐとの関係が、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）であることを特徴とする。
【００２２】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の周方向端部に設けられるフラックスバリアをロータ外周側に張り出して周方向に幅広に形成し、フラックスバリアはロータ外周と薄肉を隔てて配置され、フラックスバリアの幅をｔ１、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ厚をｔ２、ティース先端の周方向の幅をｗ、スロットオープニングをｔ３とすると、２ｔ１＋ｔ２＞ｗかつｔ２＜ｗ＋２ｔ３を満たすことを特徴とする。
【００２３】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、隣合う永久磁石間のロータ外周部に切欠きを設け、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、切欠きの周方向の幅をｔ４、ティース先端の周方向の幅をｗ、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ幅をｔ２、スロットオープニングをｔ３とすると、ｗ＜ｔ４＜ｗ＋２ｔ３かつｔ２＜ｔ４の関係を満たすことを特徴とする。
【００２４】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータは、ステータの巻線方式を分布巻としたことを特徴とする。
【００２５】
この発明に係る圧縮機は、請求項１乃至１０の何れかに記載のＤＣブラシレスモータを用いたことを特徴とする。
【００２６】
この発明に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項１１に記載の圧縮機を備えたことを特徴とする。
【００２７】
この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【００２８】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個とし、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【００２９】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【００３０】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【００３１】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【００３２】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、３相の巻線が施されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数ｐとの関係が、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）である３相のＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの３相の巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことを特徴とする。
【００３３】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、ステータの巻線が、Ｙ結線の場合は２つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する３相着磁、Δ結線の場合は２つの相に着磁電圧を印加する２相着磁を行うことを特徴とする。
【００３４】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、３相の中着磁電流が最も大きい相のコイルを、最も強度の大きい最外周に配置することを特徴とする。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
実施の形態１．
図１は実施の形態１を示す図で、（ａ）は着磁時のモータの磁束線図、（ｂ）は（ａ）の四角形Ａ部の拡大図である。図において、１は回転軸、２は永久磁石埋込み孔２５に埋込まれた永久磁石、３はロータコア、４はこれらで構成されたロータである。５はコイル８を挿入する入り口となるスロット１５に形成されたスロットオープニング、７は未着磁の永久磁石２またはステータ１２によりつくられる磁束の流れを規制する空気または非磁性部材で形成されるフラックスバリア、１４はコイルに着磁電流を流した時に生じる磁束線を示す。
【００３６】
６は未着磁の永久磁石２が挿入された永久磁石埋込み孔２５またはフラックスバリア７がロータ４外周またはロータ４外周と薄肉を隔てて配置され、着磁された時異なる磁極をなす隣合う永久磁石２間のロータコア部でブリッジと言う。２８は未着磁の永久磁石２の周方向中心、２９はステータ磁束の境目となるティース中心である。
【００３７】
本実施の形態は、ロータ４外周部のコア形状とステータ１２の位置関係が、着磁時にステータ１２から発生する着磁磁束をロータコア３の外周側とティース１０間で漏洩させず、ステータコア１１から未着磁の永久磁石２へ有効に磁束を通し、低い起磁力、つまりより低電流で未着磁の永久磁石２の磁束密度を必要着磁磁束密度にする点に特徴がある。
【００３８】
ステータ１２から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ１２とロータ４の位置関係は、未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ磁束の境目となるティース中心２９付近に位置する場合である。
【００３９】
本実施の形態では、さらにステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個とし、ロータ４中の永久磁石埋込み孔２５のロータ外周側端部またはフラックスバリア７のロータ外周側端部が、ロータ外周と薄肉で隔てられ、永久磁石埋込み孔２５のロータ外周側端部の中心またはフラックスバリア７のロータ外周側端部の中心が、ステータ１２のスロットオープニング中心付近に位置するモータ構造とする。
【００４０】
このように構成することにより、図１（ｂ）の磁束線図に示すように、ステータ１２から発生する着磁磁束が未着磁の永久磁石２を通る前に一部ステータ１２に返る磁束の漏れを抑制できる。
【００４１】
ロータコア３には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００４２】
ステータ１２の巻線は分布巻が一般的であるが、着磁が一回ではできない欠点はあるが集中巻でもよい。
【００４３】
上述の実施の形態１では、４極のロータ４を例に挙げて説明したが、４極に限定されるものではない。
【００４４】
上述の実施の形態１によれば、未着磁の永久磁石２の着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００４５】
実施の形態２．
図２は実施の形態２を示図で、着磁時のＤＣブラシレスモータのロータコア形状およびロータとステータの位置関係を示している。図において、２７はティース１０の周方向中心、３０は永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部である。その他は、図１と同様であり、説明は省略する。
【００４６】
ステータ１２から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ１２とロータ４の位置関係は、未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ磁束の境目となるティース中心２９付近に位置する場合である。
【００４７】
本実施の形態は、さらにロータ中の永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０が、ロータ外周と薄肉で隔てられるＤＣブラシレスモータに関して、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティースの周方向中心２７に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０のロータ外周側端部が、スロットオープニング５に位置するロータコア構造を特徴とする。
【００４８】
ステータ１２から発生する着磁磁束が未着磁の永久磁石２を通る前にステータ１２に返らないように、着磁磁束を永久磁石埋込み孔２５の永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０とスロットオープニング５で遮断するモータ構造である。
【００４９】
ロータコア３には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００５０】
上述の実施の形態では、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０が、ロータ外周と薄肉で隔てられるＤＣブラシレスモータに関して、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティースの周方向中心２７に位置し、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０のロータ外周側端部が、スロットオープニング５に位置するものを示したが、フラックスバリア７のロータ外周側端部が同様の構成になるようにしてもよい。
【００５１】
上述の実施の形態２では、６極のロータ４を例に挙げて説明したが、６極に限定されるものではない。
【００５２】
上述の実施の形態２によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００５３】
実施の形態３．
図３は実施の形態３を示す図で、着磁時のＤＣブラシレスモータのロータコア形状およびロータとステータの位置関係を示している。図に示すように、未着磁の永久磁石２がロータ４の外周面に配置されている。その他は、図２と同様であり、説明は省略する。
【００５４】
ステータ１２から発生する磁束分布より、一般的に最も着磁が容易なステータ１２とロータ４の位置関係は、未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ磁束の境目となるティース中心２９付近に位置する場合である。
【００５５】
本実施の形態は、さらに着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティース１０の周方向中心２７に位置する構造のもので、ロータ４の表面に配置された未着磁の永久磁石２の周方向端部がスロットオープニング５付近に位置するものである。
【００５６】
これにより、ステータ１２のティース１０から出る磁束がステータ中およびロータコア外周側で短絡することなく、直接未着磁の永久磁石２を通りロータコア３へ入り、さらにロータコア３から未着磁の永久磁石２を通ってステータ１２に帰ってくる磁路を形成することができる。
【００５７】
磁永久磁石２は、接着剤によりロータコアに固定しても良いし、ＳＵＳなどの非磁性体で構成した薄肉の環状材でロータコアおよび未着磁の永久磁石を固定しても良い。その他の構成は実施の形態２と同様であり、その説明を省略する。
【００５８】
上述の実施の形態３によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００５９】
実施の形態４．
図４は実施の形態４を示す図で、着磁時のＤＣブラシレスモータのステータのスロット数と極数の組合わせと、ロータとステータの位置関係を示している。図において、符号は図１と同様であり、説明は省略する。図に示すＤＣブラシレスモータは、ステータ１２のスロット数が１８で、３相６極のものであり、ステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数は３である。
【００６０】
本発明は、ロータ外周部のコア形状とステータ１２の位置関係が、着磁時にステータ１２から発生する着磁磁束をロータコア３の外周側とティース間で漏洩させず、ステータコア１１から未着磁の永久磁石２へ有効に磁束を通し、低い起磁力で未着磁の永久磁石２を着磁するものでる。
【００６１】
ステータ１２から発生する磁束分布を考慮すると、一般的に最も着磁が容易なステータ１２とロータ４の位置関係は、未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ磁束の境目となるティース中心２９に位置する場合である。
【００６２】
本実施の形態では、さらにロータ中の永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部またはフラックスバリア７のロータ外周側端部がロータ外周と薄肉で隔てられ、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部の中心またはフラックスバリア７のロータ外周側端部の中心が、ステータ１２のスロットオープニング中心付近に位置するモータ構造を取るように、スロット数と極数の比をスロット数：極数＝１８：６の組合わせとすることを特徴とする。この場合、スロット数１８は、３（相数）×１（奇数）×６（極数）である。これを、３相の場合で一般的に表記すると、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）となる。その他の構成は実施の形態１と同様であり、その説明を省略する。
【００６３】
ロータコア３、ステータコア１１には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００６４】
上記の実施の形態４では、６極のロータ４を例に挙げて説明したが、６極に限定されるものではない。
【００６５】
上述の実施の形態４によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００６６】
実施の形態５．
図５は実施の形態５を示す図で、（ａ）はＤＣブラシレスモータの着磁時の磁束線図、（ｂ）はＤＣブラシレスモータの３相着磁を示す結線図、（ｃ）はＤＣブラシレスモータの２相着磁を示す結線図である。
上記実施の形態４のＤＣブラシレスモータにおいて、ステータ１２のコイルに着磁電流を流して組込着磁を行う具体的な方法を述べる。
【００６７】
ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心がステータ１２のスロットオープニング５付近に位置する状態で、図５（ｂ）のようなＹ結線の場合は、２つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する３相着磁、図５（ｃ）のようなΔ結線の場合は、２つの相に着磁電圧を印加する２相着磁を行う。この場合、図５（ａ）に示すように、ステータ１２の１極分の３スロットに流れる電流により１極の着磁磁束が形成される。そして、１極の中央のコイルの電流がＩとすると、その両側のコイルの電流はＩ／２である。
【００６８】
ここで、電流Ｉが流れる最も電流の流れる相は、コイル８に加わる力が最も大きくなるため、スロットの強度が最も強いコイルエンドの最外周に配置する事が望ましい。その他の構成は実施の形態４と同様であり、その説明を省略する。
【００６９】
ロータコア３には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００７０】
上述の実施の形態５では、６極のロータ４を例に挙げて説明したが、６極に限定されるものではない。
【００７１】
上述の実施の形態５によれば、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００７２】
実施の形態６．
図６は実施の形態６を示す図で、着磁時のＤＣブラシレスモータのロータとステータの位置関係およびロータコア形状を示している。
本実施の形態は、実施の形態２のように、着磁時未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ１２がつくるステータ磁束の境目となるティース中心２９に位置する場合、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティースの周方向中心２７に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０のロータ外周側端部又はフラックスバリア７のロータ外周側端部が、設計上の都合によりスロットオープニング５に位置するようにできない場合、フラックスバリア７の形状を変更して着磁磁束のステータ１２への漏れを抑制するものである。
【００７３】
図６に示すように、フラックスバリア７は、隣合うフラックスバリア間のブリッジ幅とそのブリッジ６の両端に有するフラックスバリア７の周方向の幅の和をステータ１２のティース先端の幅より大きくし、隣合うフラックスバリア間のブリッジ幅は、隣合うスロットオープニング間の最大幅より小さくする。
【００７４】
これにより、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティースの周方向中心２７に位置する場合でも、ステータ１２で発生させた着磁磁束を永久磁石２を通過する前にティース１０に漏らす磁路を構成させず、ステータ１２で発生させた着磁磁束を着磁に有効に作用させる事ができる。
【００７５】
フラックスバリア７の幅をｔ１、ブリッジ厚をｔ２、ティース先端の周方向の幅をｗ、スロットオープニングをｔ３とすると、２ｔ１＋ｔ２＞ｗかつｔ２＜ｗ＋２ｔ３の関係となる。その他の構成は実施の形態２と同様であり、その説明を省略する。
【００７６】
ロータコア３、ステータコア１１には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００７７】
上述の実施の形態６では、６極のロータ４を例に挙げて説明したが、６極に限定されるものではない。
【００７８】
上述の実施の形態６によれば、着磁時未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ１２がつくるステータ磁束の境目となるティース中心２９に位置する場合、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティースの周方向中心２７に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０のロータ外周側端部又はフラックスバリア７のロータ外周側端部が、設計上の都合によりスロットオープニング５に位置するようにできない場合でも、フラックスバリア７の形状を変更して着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００７９】
実施の形態７．
図７は実施の形態７を示す図で、着磁時のＤＣブラシレスモータのロータとステータの位置関係およびロータコア形状を示している。
本実施の形態の目的は、上記実施の形態６と同様であるが、上記実施の形態６では、フラックスバリア７の形状の変更により着磁磁束のステータ１２への漏れを抑制するものを示したが、本実施の形態では、未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き９を設け、空隙または非磁性体で磁路を遮断する構成とする。フラックスバリア７の形状を変更することは、鋼板打ち抜き金型の構成が複雑になるので、その代わりに未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き９を設けるものである。
【００８０】
図７に示すように、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間のロータ外周部に、切欠き９を設け、空隙または非磁性体で磁路を遮断する。永久磁石埋込み型モータについては、隣合う未着磁の永久磁石間のロータコア３外周部をステータ１２のティース先端の周方向幅より大きく、ステータ１２の隣合うスロットオープニング間の最大幅より小さい切欠き９を設ける構成とする。
【００８１】
但し、切欠き９の周方向幅はブリッジ幅より大きくする。ここで、スロットオープニング間の最大幅とは、スロットオープニング２つ分の幅とティース先端１つ分の幅の和である。切欠きの周方向の幅をｔ４、ティース先端の周方向の幅をｗ、ブリッジ幅をｔ２、スロットオープニングをｔ３とすると、ｗ＜ｔ４＜ｗ＋２ｔ３かつｔ２＜ｔ４の関係が成り立つようにする。その他の構成は実施の形態６と同様であり、その説明を省略する。
【００８２】
ロータコア３には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００８３】
上述の実施の形態７では、６極のロータ４を例に挙げて説明したが、６極に限定されるものではない。
【００８４】
上述の実施の形態７によれば、着磁時未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ１２がつくるステータ磁束の境目となるティース中心２９に位置する場合、着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心２６がティースの周方向中心２７に位置するもので、永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部３０のロータ外周側端部又はフラックスバリア７のロータ外周側端部が、設計上の都合によりスロットオープニング５に位置するようにできない場合でも、未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き９を設け、空隙または非磁性体で磁路を遮断することにより、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００８５】
また、未着磁の永久磁石間のロータ外周部に切欠き９を設ける構成としたので、鋼板打ち抜き金型の構成が複雑にならない。
【００８６】
実施の形態８．
図８は実施の形態８を示す図で、着磁時のＤＣブラシレスモータのロータとステータの位置関係およびロータコア形状を示している。符号は図１と同様であるので、説明は省略する。
【００８７】
上記実施の形態１では、ステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個とし、ロータ４中の永久磁石埋込み孔２５のロータ外周側端部またはフラックスバリア７のロータ外周側端部が、ロータ外周と薄肉で隔てられ、永久磁石埋込み孔２５のロータ外周側端部間の中心またはフラックスバリア７のロータ外周側端部間の中心が、ステータ１２のスロットオープニング中心付近に位置するものを示したが、本実施の形態では、ステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず同様の目的を達成するもので、例えステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数が偶数の場合でも、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心がスロットオープニングの位置にくる構成としたものである。
【００８８】
図８に示すように、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間でのフラックスバリア７の形状は異なる。ロータ４中の一極のフラックスバリア７の形状を永久磁石埋込み孔２５の延長線上に延びた形状とし、隣り合う極のフラックスバリア７の形状をラジアル方向に延びた形状とすることにより、例えステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数が偶数の場合でも（図８では、１極当りのスロット数が６）、異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心をステータ１２のスロットオープニングに位置させることができる。
【００８９】
この場合、未着磁の永久磁石２の周方向中心２８がステータ磁束の境目となるティース中心２９に位置させることには変わりない。
【００９０】
上記の構成により、ステータ１２で発生させた着磁磁束を永久磁石２を通過する前にティース１０に漏らす磁路を遮断し、ステータ１２で発生させた着磁磁束を着磁に有効に作用させる事ができる。
【００９１】
ロータコア３には、鉄損が比較的小さい高透磁率の無方向性珪素鋼板を使用し、無方向性珪素鋼板の板厚は０．２５ｍｍ〜０．５ｍｍを用いるのが一般的である。尚、方向性または２方向性珪素鋼板を使用しても良い。未着磁の永久磁石２は希土類磁石を使用しているが、フェライト磁石でも、それ以外の磁石でも良い。
【００９２】
上述の実施の形態８では、６極のロータ４を例に挙げて説明したが、６極に限定されるものではない。
【００９３】
上述の実施の形態８によれば、例えステータ１２がつくる磁束の１極当りのスロット数が偶数の場合でも、ロータ中に配置された異極性の未着磁の永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、異極性の未着磁の永久磁石間のブリッジ中心がステータ１２のスロットオープニングに位置するようにして、着磁に必要な磁束の漏れを低減し、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を確保できる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【００９４】
実施の形態９．
図９は実施の形態９を示す図で、上記実施の形態１乃至８の何れかに記載された組込み着磁方法を用いて製作されたＤＣブラシレスモータを搭載した圧縮機または組込み着磁を考慮したコア形状のＤＣブラシレスモータを搭載した圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す概念図である。
【００９５】
図９において、１６はＤＣブラシレスモータ１７により駆動される圧縮機、ＤＣブラシレスモータ１７はインバータ主回路２３によってインバータ駆動される３相モータである。２４はインバータ主回路２３を通じてＤＣブラシレスモータ１７を制御する制御回路である。
【００９６】
この圧縮機１６は、一般に用いられる冷凍サイクル（圧縮機１６→四方弁１８→室外熱交換機１９又は室内熱交換機２１→絞り装置２０→室内熱交換機２１又は室外熱交換機１９→四方弁１８→圧縮機１６の順に冷媒配管で順次接続された冷凍サイクル装置）中に組み込まれ、冷媒としてはＲ１３４ａ、Ｒ４１０ａ、Ｒ４０７ｃ等に代表されるＨＦＣ系冷媒、および、Ｒ７４４、Ｒ７１７、Ｒ６００ａ、Ｒ２９０等に代表される自然冷媒が、冷凍機油としてはアルキルベンゼン系油に代表される弱相溶性の油又はエステル油に代表される相溶性の油が使用される。圧縮機１６はレシプロ、ロータリ、スクロール式などが使用可能である。
【００９７】
圧縮機１６に組込まれたＤＣブラシレスモータ１７は外気と遮断され、冷媒が充填されているため、耐冷媒性の仕様とする必要がある。
【００９８】
上記のように構成された圧縮機１６では、駆動用ＤＣブラシレスモータ１７の組込み着磁を容易にし、品質と生産性を向上させている。インバータ駆動による圧縮機では各周波数毎に入力と効率の最適値が変動するが、本実施の形態の圧縮機では、インバータ駆動による広い圧縮機周波数範囲で高効率化が図られるため、全体的に効率を維持することが可能になる。また、Ｒ４１０ａの様な従来のＲ２２に対して高圧な冷媒を用いた場合、冷凍サイクル起動時等の高圧状態となる時間を短くできるので、冷凍サイクルの信頼性を向上させることができる。
【００９９】
【発明の効果】
この発明の請求項１に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置することにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できるため、高電圧・大電流による巻線の劣化、損傷およびコイルの変形を防止でき、モータの性能、品質を向上することができる。また、着磁装置の小型化、省エネルギー化が可能である。
【０１００】
また、この発明の請求項２に係るＤＣブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個としたことにより、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに位置させることができる。
【０１０１】
また、この発明の請求項３に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置することにより、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減できる。
【０１０２】
また、この発明の請求項４に係るＤＣブラシレスモータは、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数が偶数個の場合でも、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にすることにより、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置させることができる。
【０１０３】
また、この発明の請求項５に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１０４】
また、この発明の請求項６に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置することにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１０５】
また、この発明の請求項７に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、３相の巻線が施されるステータとを有するＤＣブラシレスモータにおいて、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数ｐとの関係が、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）であることにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１０６】
また、この発明の請求項８に係るＤＣブラシレスモータは、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の周方向端部に設けられるフラックスバリアをロータ外周側に張り出して周方向に幅広に形成し、フラックスバリアはロータ外周と薄肉を隔てて配置され、フラックスバリアの幅をｔ１、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ厚をｔ２、ティース先端の周方向の幅をｗ、スロットオープニングをｔ３とすると、２ｔ１＋ｔ２＞ｗかつｔ２＜ｗ＋２ｔ３を満たすことにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置しても、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１０７】
また、この発明の請求項９に係るＤＣブラシレスモータは、隣合う永久磁石間のロータ外周部に切欠きを設け、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、切欠きの周方向の幅をｔ４、ティース先端の周方向の幅をｗ、隣り合う永久磁石間のロータコア部であるブリッジ幅をｔ２、スロットオープニングをｔ３とすると、ｗ＜ｔ４＜ｗ＋２ｔ３かつｔ２＜ｔ４の関係を満たすことにより、未着磁の永久磁石の組込着磁時、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置しても、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１０８】
また、この発明の請求項１０に係るＤＣブラシレスモータは、ステータの巻線方式を分布巻としたことにより、１回の着磁で未着磁の永久磁石の組込着磁を行うことができる。
【０１０９】
この発明の請求項１１に係る圧縮機は、請求項１乃至１０の何れかに記載のＤＣブラシレスモータを用いたことにより、組込み着磁の容易な高効率、低価格で信頼性の高い圧縮機を実現できる。
【０１１０】
この発明の請求項１２に係る冷凍サイクル装置は、圧縮機、凝縮器、絞り装置、蒸発器を備え、これらを冷媒配管で接続した冷凍サイクル装置において、請求項１１に記載の圧縮機を備えたことにより、高効率、低価格で信頼性の高い冷凍サイクルを実現できる。
【０１１１】
この発明の請求項１３に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１１２】
また、この発明の請求項１４に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数を奇数個とし、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１１３】
また、この発明の請求項１５に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコア外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石が挿入される永久磁石埋込み孔の端部に形成されたフラックスバリアがロータ外周と薄肉を隔てて配置され、隣合う永久磁石間でのフラックスバリア形状を異なる形状にし、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間のフラックスバリアブリッジ中心がスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、ステータがつくる磁束の１極当りのスロット数に関わらず、未着磁の永久磁石の組込着磁時、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１１４】
また、この発明の請求項１６に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータ外周に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石のロータ周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減できる。
【０１１５】
また、この発明の請求項１７に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアの外周側に配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置されるステータとを有し、永久磁石がロータの永久磁石埋込み孔に配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、永久磁石間の中心がステータのティースのロータ側周方向中心付近に位置し、永久磁石埋込み孔又はフラックスバリアの周方向端部がステータのスロットオープニングに位置するＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのティースのロータ側周方向中心付近に合わせた位置で固定し、ステータの巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減できる。
【０１１６】
また、この発明の請求項１８に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、永久磁石をロータコアに配置したロータと、このロータとエアギャップを隔てて対向配置され、３相の巻線が施されるステータとを有し、永久磁石が挿入された永久磁石埋込み孔の端部またはフラックスバリアの端部がロータ外周と薄肉を隔てて配置され、永久磁石の周方向中心がステータがつくる磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置する場合、異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心がステータのスロットオープニングに位置し、ステータのスロット数とモータの極数ｐとの関係が、スロット数：極数＝３（２ｎ−１）ｐ：ｐ（ｎは正の整数）である３相のＤＣブラシレスモータの組込着磁方法であり、未着磁の永久磁石の周方向中心がステータがつくる着磁磁束の境目となるティースのティース中心付近に位置させ、着磁された場合異なる磁極をなす隣合う永久磁石間の中心をステータのスロットオープニングに合わせた位置で固定し、ステータの３相の巻線に着磁電流を流して永久磁石の着磁を行うことにより、着磁磁束のステータへの漏れを低減でき、より低い着磁電流で着磁できる。
【０１１７】
また、この発明の請求項１９に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、ステータの巻線が、Ｙ結線の場合は２つの相を短絡し、短絡した線ともう一方の相の線間に着磁電圧を印加する３相着磁、Δ結線の場合は２つの相に着磁電圧を印加する２相着磁を行うことにより、効率よく組込着磁を行うことができる。
【０１１８】
また、この発明に係るＤＣブラシレスモータの組込着磁方法は、３相の中着磁電流が最も大きい相のコイルを、最も強度の大きい最外周に配置することにより、着磁電流が最も大きい相のコイルを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１を示す図で、（ａ）はＤＣブラシレスモータの断面図で着磁時の磁束線図でもあり、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。
【図２】実施の形態２を示す図で、ＤＣブラシレスモータの部分断面図である。
【図３】実施の形態３を示す図で、ＤＣブラシレスモータの部分断面図である。
【図４】実施の形態４を示す図で、ＤＣブラシレスモータの断面図である。
【図５】実施の形態５を示す図で、（ａ）はＤＣブラシレスモータの着磁時の磁束線図、（ｂ）は３相着磁を示す結線図、（ｃ）は２相着磁を示す結線図である。
【図６】実施の形態６を示す図で、ＤＣブラシレスモータの部分断面図である。
【図７】実施の形態７を示す図で、ＤＣブラシレスモータの部分断面図である。
【図８】実施の形態８を示す図で、ＤＣブラシレスモータの部分断面図である。
【図９】実施の形態９を示す図で、実施の形態１乃至８の何れかに記載されたＤＣブラシレスモータを搭載した圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す概念図である。
【図１０】従来のＤＣブラシレスモータの平面断面図である。
【図１１】従来のＤＣブラシレスモータを示す図で、（ａ）は着磁時の磁束線図、（ｂ）は（ａ）のＢ部拡大図である。
【図１２】他の従来のＤＣブラシレスモータの平面断面図である。
【図１３】他の従来のＤＣブラシレスモータの着磁時の部分磁束線図である。
【符号の説明】
１　回転軸、２　永久磁石、３　ロータコア、４　ロータ、５　スロットオープニング、６　ブリッジ、７　フラックスバリア、８　コイル、９　切欠き、１０　ティース、１１　ステータコア、１２　ステータ、１３　エアギャップ、１４　磁束線、１５　スロット、１６　圧縮機、１７　ＤＣブラシレスモータ、１８　四方弁、１９　室外熱交換機、２０　絞り装置、２１　室内熱交換機、２２冷媒配管、２３　インバータ主回路、２４　制御回路、２５　永久磁石埋込み孔、２６　着磁後磁極の異なる隣合う永久磁石間の中心、２７　ティースの周方向中心、２８　未着磁の永久磁石の周方向中心、２９　ステータ磁束の境目となるティース中心、３０　永久磁石埋込み孔ロータ外周側端部。
【図１】
2004096807.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004096807.tif 000007
【図６】
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【図７】
2004096807.tif 000009
【図８】
2004096807.tif 000010
【図９】
2004096807.tif 000011
【図１０】
2004096807.tif 000012
【図１１】
2004096807.tif 000013
【図１２】
2004096807.tif 000014
【図１３】
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