(57)【要約】【課題】永久磁石埋設ロータにスキューを設けることができ、コギングトルクを抑制して振動騒音の良好な永久磁石型モータを安価に提供する。【解決手段】永久磁石埋設ロータは、永久磁石１２を等間隔に配置するための埋設孔部１３を有し、埋設孔部１３を軸方向に揃えて積層したロータ鉄心１１と、ロータ鉄心１１の各埋設孔部１３に挿入する外周が円弧状の永久磁石１２とを備え、永久磁石１２は、ロータ鉄心に埋設した状態で略外周方向に２極着磁され、隣り合う埋設孔部間が同極かつスキュー着磁したものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータコアに複数相の巻線を有するステータと、その内側に空隙を介して配置された永久磁石埋設ロータとを有する永久磁石型モータにおいて、前記永久磁石埋設ロータは、永久磁石を等間隔に配置するための埋設孔部を有し、前記埋設孔部を軸方向に揃えて積層したロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の各埋設孔部に挿入する外周が円弧状の永久磁石とを備え、前記永久磁石は、ロータ鉄心に埋設した状態で略外周方向に２極着磁され、隣り合う埋設孔部間が同極かつスキュー着磁したことを特徴とする永久磁石型モータ。
【請求項２】
永久磁石は焼結磁石で、底部が平面のカマボコ形状である請求項１に記載の永久磁石型モータ。
【請求項３】
ロータ鉄心の埋設孔部外側を、積層する板厚と同程度の均一幅に設定することで磁極間の磁束漏れを抑制する請求項１または請求項２に記載の永久磁石型モータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ロータコア内部に焼結磁石を埋設した永久磁石型モータの永久磁石埋設ロータの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の永久磁石埋設ロータは、埋設用孔部を有する同一形状のロータコアシートを同一方向に積層して、その埋設用孔部に直方体（平板状）の永久磁石を埋設したものが一般的である。以下、従来の永久磁石型モータについて、図２を参照して説明する。
【０００３】
図２において、ステータ２８のステータコア２７は、ティース２５とスロット２６を有し、スロット２６には図示しない複数相の巻線を有して回転磁界をロータ２０に与える。
【０００４】
ロータコア２１は、打ち抜かれた電磁鋼鈑を積層してなり、ロータ２０の磁路を構成すると共に、永久磁石２２をその埋設用孔部２３に保持する。永久磁石２２はステータ２７の極数と関連した複数の磁極に交互に磁化されている。
【０００５】
このように構成された永久磁石型モータにおいて、例えばステータ２８にＵ相、Ｖ相、Ｗ相の三相巻線がなされ、所定の位相差で通電がなされるとステータコア２７には回転磁界が発生し、磁化されたロータ２０の永久磁石２２との間にトルクが発生してロータ２０が同期速度で回転するように構成されている。
【０００６】
また、騒音振動を低減するため、永久磁石埋設用孔部の形状は同一で、永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように設けられた長穴部の形状を変化させるものが提案されている(例えば、特許文献１参照)。
【特許文献１】特開２０００−６９６９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
平板状の永久磁石を埋設したロータにおいては、永久磁石の磁極の各部分においてパーミアンス係数（Ｂｄ／Ｈｄ）が異なり、磁石の起磁力が回転方向に不均一となり、その結果、ステータコアのティース先端のアーク長との関係でロータにはコギングトルクが発生する。
【０００８】
一般的にコギングトルクを低減する方法としてスキューを設けることが多い。しかしながら、従来の永久磁石埋設ロータにおいては、コギングトルクの抑制に効果的なスキューを得ることが極めて困難であった。
【０００９】
特に、平板状の燒結磁石をロータコアに埋設する場合、埋設用孔部を大きくする以外にスキューを設けることは不可能であり、埋設用孔部を大きくすると、永久磁石の磁極面とロータコアの間にエアギャップが発生するため、パーミアンス係数が低下して効率が低下する。また、１つの平板状の燒結磁石に１極着磁する場合、スキュ―を付けて着磁することは不可能であった。
【００１０】
本発明は従来の課題を解決するものであり、永久磁石埋設ロータにスキュー着磁が可能であり、コギングトルクを抑制して振動騒音の良好な永久磁石型モータを安価に提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために本発明は、ステータコアに複数相の巻線を有するステータと、その内側に空隙を介して配置された永久磁石埋設ロータとを有する永久磁石型モータにおいて、前記永久磁石埋設ロータは、永久磁石を等間隔に配置するための埋設孔部を有し、前記埋設孔部を同一軸方向に揃えて積層したロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の各埋設孔部に挿入する外周が円弧状の永久磁石とを備え、前記永久磁石は、ロータ鉄心に埋設した状態で略外周方向に２極着磁され、隣り合う埋設孔部間が同極かつスキュー着磁したもので、コギングトルクを抑制することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の永久磁石型モータによれば、埋設孔部を軸方向に揃えて積層しても、ロータ鉄心の外周を円形にしているため、１つの永久磁石を２極着磁かつスキュー着磁でき、ステータコアとの間で発生するコギングトルクを抑制することができる。
【００１３】
また、断面形状をカマボコ形状にできるため永久磁石の加工が容易となり安価に得ることができる。さらに、埋設孔部外側を、積層する板厚と同程度の均一幅に設定することで磁極間の磁束漏れを抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ステータコアに複数相の巻線を有するステータと、その内側に空隙を介して配置された永久磁石埋設ロータとを有する永久磁石型モータにおいて、前記永久磁石埋設ロータは、永久磁石を等間隔に配置するための埋設孔部を有し、前記埋設孔部を軸方向に揃えて積層したロータ鉄心と、前記ロータ鉄心の各埋設孔部に挿入する外周が円弧状の永久磁石とを備え、前記ロータ鉄心の埋設孔部外側を、積層する板厚と同程度の均一幅に設定するとともに、前記永久磁石は、底部が平面のカマボコ形状の焼結磁石で、ロータ鉄心に埋設した状態で略外周方向に２極着磁され、隣り合う埋設孔部間が同極かつスキュー着磁する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１の永久磁石型モータは、従来の永久磁石型モータの構成と比べて永久磁石埋設ロータの構成が異なるだけで他は同じであり、実施例１では、本発明の永久磁石埋設ロータについて説明し、１２個のステータ突極に三相巻線を有するステータについての説明は省略する。
【００１６】
従来の永久磁石埋設ロータの構成と大きく異なる点は、１つの埋設孔部に装着する１つの永久磁石を２極着磁かつスキューを設ける点である。
【００１７】
以下、図を参照しながら説明する。図１において、１１はロータ鉄心、１２は永久磁石、１３は埋設孔部、１４は回転軸である。
【００１８】
ロータ鉄心１１は、永久磁石１２を収納するための外周が円弧状の埋設孔部１３を等間隔に８個備え、埋設孔部１３が軸方向に揃えて所定数量を積層している。
【００１９】
また、ロータ鉄心１１の埋設孔部１３外側を、積層する板厚（例えば０．５ｍｍ）と同程度の均一幅に設定しており、プレス加工を可能としながら、後述する着磁による磁極間の磁束漏れを抑制することができる。
【００２０】
一方、永久磁石１２は、セグメントタイプの希土類焼結磁石で、外周が円弧状で底部が平面のカマボコ形状にすることで安価に作製できる。なお、埋設孔部１３と永久磁石１２の内外径の中心を回転軸上にして、同じ肉厚にしてもよい。
【００２１】
永久磁石１２を各埋設孔部１３に装着して接着剤で固着したあと、軸方向にθ度のスキューを付けて、隣り合う埋設孔部１３間を跨ぐようにラジアル方向に着磁をする。
【００２２】
２極着磁された永久磁石１２の一部の磁束は、ロータ鉄心１１の外側を介してＮ極からＳ極に向かって流れようとするが、上述したように、ロータ鉄心１１の埋設孔部１３外側を、板厚と同程度の均一幅に設定しており、磁極間で磁束が漏洩するのを抑制できる。
【００２３】
この後、ロータ鉄心１２の中央孔に回転軸１４が装着され、永久磁石埋設型ロータとなる。
【００２４】
なお、実施例では、８極ロータについて説明したが、これに限定するものではなく、また、スキュー角度θは、ステータとロータの磁極数および軸方向寸法から最適値が決定される。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
本発明の永久磁石型モータは、高速化、大出力化に最適であり、制御性が重要なサーボモータなどに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施例１における永久磁石埋設型ロータの斜視図
【図２】従来例における永久磁石埋設型モータの断面図
【符号の説明】
【００２７】
１１  ロータ鉄心
１２  永久磁石
１３  埋設孔部
１４  回転軸
【図１】
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【図２】
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