(57)【要約】【課題】要求されている場合には大きなトルクを発生するできる一方、ロータが外力によって高速に回転されたときの誘起電圧を低減できるようなＩＰＭモータを提供する。【解決手段】ＩＰＭモータは、ロータ１１と、ロータ１１に対向するステータ１２とを具備する。ロータ１１は、ロータ鉄心１７と、その全体がロータ鉄心１７に埋め込まれ、且つ、ロータ１１に周方向に並んで配置された複数の永久磁石１３とを含む。複数の永久磁石１３のそれぞれは、ステータ１２に対向する磁極面１９を有し、磁極面１９の周方向についての両端の位置にある端位置２１ａ、２１ｂからロータの表面１１ａまでの距離は、前記磁極面１９上の端位置２１ａ、２１ｂの間にある位置である中間位置から前記ロータの表面１１ａまでの距離よりも大きい。【選択図】図２
2007151332.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータと、
前記ロータに対向するステータ
とを具備し、
前記ロータは、
ロータ鉄心と、
その全体が前記ロータ鉄心に埋め込まれ、且つ、前記ロータに周方向に並んで配置された複数の永久磁石
とを含み、
前記複数の永久磁石のそれぞれは、前記ステータに対向する磁極面を有し、
前記磁極面の前記周方向についての両端の位置にある端位置から前記ロータの表面までの距離は、前記磁極面上の前記端位置の間にある位置である中間位置から前記ロータの表面までの距離よりも大きい
ＩＰＭモータ。
【請求項２】
請求項１に記載のＩＰＭモータであって、
前記磁極面は、
その端が前記端位置の一方にある第１平面と、
その端が前記端位置の他方にある第２平面と、
前記第１平面及び第２平面の間にある第３平面
とを含む
ＩＰＭモータ。
【請求項３】
請求項１に記載のＩＰＭモータであって、
前記ロータは、前記ステータに駆動電流が流されていない状態において、前記複数の永久磁石のそれぞれが発生する磁束の１０％以上が隣接する永久磁石を通過するように構成されている
ＩＰＭモータ。
【請求項４】
請求項７に記載のＩＰＭモータであって、
前記ロータは、前記ステータに駆動電流が流されていない状態において、前記複数の永久磁石のそれぞれが発生する磁束の２０％以上が隣接する永久磁石を通過するように構成されている
ＩＰＭモータ。
【請求項５】
請求項８に記載のＩＰＭモータであって、
前記ロータは、前記ステータに駆動電流が流されていない状態において、前記複数の永久磁石のそれぞれが発生する磁束の３０％以上が隣接する永久磁石を通過するように構成されている
ＩＰＭモータ。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載のＩＰＭモータであって、
当該ＩＰＭモータは、３相電力で駆動され、
前記永久磁石で構成される界磁の極数はｎ１であり、
前記ステータは、ｎ２本の電機子歯と、前記電機子歯のそれぞれに集中巻で巻きつけられた電機子巻線と、隣接する２つの前記電機子歯の間に形成されたｎ２個のスロットを有し、
前記ｎ１、ｎ２は、下記組み合わせ：
ｎ１＝１２，ｎ２＝９，
ｎ１＝１４，ｎ２＝１２，
ｎ１＝１６，ｎ２＝１２，
ｎ１＝２０，ｎ２＝１５，
ｎ１＝２０，ｎ２＝１８，
ｎ１＝２４，ｎ２＝１８，
ｎ１＝２６，ｎ２＝２４，
ｎ１＝２８，ｎ２＝２４，
ｎ１＝３０，ｎ２＝２７．
から選択された
ＩＰＭモータ。
【請求項７】
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のＩＰＭモータであって、
当該ＩＰＭモータは、５相電力で駆動され、
前記永久磁石の極数はｎ１であり、
前記ステータは、ｎ２本の電機子歯と、前記電機子歯のそれぞれに集中巻で巻きつけられた電機子巻線と、隣接する２つの前記電機子歯の間に形成されたｎ２個のスロットを有し、
前記ｎ１、ｎ２は、下記組み合わせ：
ｎ１＝１２，ｎ２＝１０，
ｎ１＝１４，ｎ２＝１０，
ｎ１＝２２，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２４，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２６，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２８，ｎ２＝２０．
から選択された
ＩＰＭモータ。
【請求項８】
ロータと、
前記ロータに対向するステータ
とを具備し、
前記ロータは、
ロータ鉄心と、
その全体が前記ロータ鉄心に埋め込まれ、且つ、前記ロータに周方向に並んで配置された複数の永久磁石
とを含み、
前記ロータは、前記ステータに駆動電流が流されていない状態において前記複数の永久磁石のそれぞれが発生する磁束の１０％以上が隣接する永久磁石を通過するように構成されている
ＩＰＭモータ。
【請求項９】
請求項８に記載のＩＰＭモータであって、
前記ロータは、前記ステータに駆動電流が流されていない状態において前記複数の永久磁石のそれぞれが発生する磁束の２０％以上が隣接する永久磁石を通過するように構成されている
ＩＰＭモータ。
【請求項１０】
請求項８に記載のＩＰＭモータであって、
前記ロータは、前記ステータに駆動電流が流されていない状態において前記複数の永久磁石のそれぞれが発生する磁束の３０％以上が隣接する永久磁石を通過するように構成されている
ＩＰＭモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＩＰＭ（Internal Permanent Magnet）モータに関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータ鉄心の内部に永久磁石が埋め込まれた構造を有するＩＰＭモータは、体積あたりの出力トルクが大きく、且つ、弱め界磁制御によって高速運転が可能であるという特徴を有している。このような特徴から、ＩＰＭモータは、電気自動車の駆動用モータへの応用が検討されている。なお、「モータ」という用語は、動力を発生するために使用可能な回転電機を意味しており、「モータ」という用語の使用によって本発明のＩＰＭモータが発電機としても使用されることが排除されていると解釈されてはならない。
【０００３】
ＩＰＭモータの出力トルクを増大させるための一つの手法は、永久磁石が電機子巻線に鎖交させる磁束を増大させることによってマグネットトルクを増大させることである。マグネットトルクの増大のための一つのアプローチとして、出願人は、特開２０００−１５３０３３号公報において永久磁石をロータ側面の近傍に位置させることによってマグネットトルクを増大させる技術を提案している。加えて、特開平１１−２７５７８４号公報も永久磁石をロータ側面の近傍に位置させることが好適であることを開示している。
【０００４】
マグネットトルクを増大させるための他のアプローチは、隣接する永久磁石の間の漏れ磁束を低減させることである。特開２０００−２７０５０３号公報は、漏れ磁束を低減させるために永久磁石の間に空気層となる孔（フラックスバリア）を設ける技術を開示している。特開２００２−３００７４２号公報は、永久磁石の外周側の面の端部を丸めることによって外周側の面を凸曲面に形成し、その丸められた端部を空気層に接させることによって隣接する永久磁石の間の漏れ磁束を減少させる技術を開示している。
【０００５】
しかしながら、永久磁石が電機子巻線に鎖交させる磁束を増大させることには、下記に述べられるように、ＩＰＭモータの電気自動車への応用に関しては好ましくない副作用がある。ＩＰＭモータが電気自動車に応用される場合に留意されるべきことは、ロータが外力によって高速に回転される場合に、ＩＰＭモータにトルクの発生が要求されていないときであってもＩＰＭモータに弱め界磁電流を供給する必要がある、ということである。例えば、パラレルハイブリッド電気自動車では、ＩＰＭモータのロータはエンジンに機械的に結合されているため、パラレルハイブリッド電気自動車がエンジンによって駆動される場合にはロータがエンジンによって回転される。ロータがエンジンによって回転されると、電機子巻線に誘起電圧が発生し、この誘起電圧は、ロータの回転数が高くなるほど高くなる。誘起電圧が過剰に高くなると、ＩＰＭモータを駆動するインバータやバッテリが損傷する可能性がある。したがって、ＩＰＭモータ自体にはトルクの発生を要求されていない場合であっても、ロータが外力によって高速に回転される場合には、ＩＰＭモータに弱め界磁電流を供給して誘起電圧を低減する必要がある。弱め界磁電流は、トルクの発生に寄与せず、むしろ、鉄損による損失を増加させる。これは、電気自動車の効率を低下させるため好ましくない。
【０００６】
電機子巻線に発生する誘起電圧は、永久磁石が電機子巻線に鎖交させる磁束に依存するから、飽和磁化が小さい永久磁石を採用し、永久磁石が発生する磁束を少なくすることによって誘起電圧を低減することも考えられるかもしれない。しかし、このようなアプローチは、マグネットトルクを減少させるため、好ましくないことは明らかである。
【０００７】
このような背景から、要求されている場合には大きなトルクを発生するできる一方、ロータが外力によって高速に回転されたときの誘起電圧を低減できるようなＩＰＭモータの提供が望まれている。
【特許文献１】特開２０００−１５３０３３号公報
【特許文献２】特開平１１−２７５７８４号公報
【特許文献３】特開２００２−３００７４２号公報
【特許文献４】特開２０００−２７０５０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、要求されている場合には大きなトルクを発生するできる一方、ロータが外力によって高速に回転されたときの誘起電圧を低減できるようなＩＰＭモータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段を構成する技術的事項の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付加されている。但し、付加された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００１０】
本発明の一の観点において、ＩＰＭモータは、ロータ（１１）と、ロータ（１１）に対向するステータ（１２）とを具備する。ロータ（１１）は、ロータ鉄心（１７）と、その全体がロータ鉄心（１７）に埋め込まれ、且つ、ロータ（１１）に周方向に並んで配置された複数の永久磁石（１３）とを含む。複数の永久磁石（１３）のそれぞれは、前記ステータ（１２）に対向する磁極面（１９）を有し、磁極面（１９）の周方向についての両端の位置にある端位置（２１ａ、２１ｂ）からロータの表面（１１ａ）までの距離は、前記磁極面（１９）上の前記端位置（２１ａ、２１ｂ）の間にある位置である中間位置から前記ロータの表面（１１ａ）までの距離よりも大きい。
【００１１】
好適には、磁極面（１９）は、その端が端位置（２１ａ、２１ｂ）の一方にある第１平面（１９ｂ）と、その端が端位置（２１ａ、２１ｂ）の他方にある第２平面（１９ｃ）と、第１平面（１９ｂ）及び第２平面（１９ｃ）の間にある第３平面（１９ａ）とを含む。
【００１２】
ロータ（１１）は、前記ステータ（１２）に駆動電流が流されていない状態において複数の永久磁石（１３）のそれぞれが発生する磁束の１０％以上、より好ましくは２０％以上、最も好ましくは３０％以上が隣接する永久磁石（１３）を通過するように構成されていることが好ましい。
【００１３】
当該ＩＰＭモータが３相電力で駆動され、永久磁石（１３）で構成される界磁の極数はｎ１であり、ステータ（１２）が、ｎ２本の電機子歯（１４）と、電機子歯（１４）のそれぞれに集中巻で巻きつけられた電機子巻線（１８）と、隣接する２つの電機子歯（１４）の間に形成されたｎ２個のスロット（１５）を有する場合、
前記ｎ１、ｎ２は、下記組み合わせ：
ｎ１＝１２，ｎ２＝９，
ｎ１＝１４，ｎ２＝１２，
ｎ１＝１６，ｎ２＝１２，
ｎ１＝２０，ｎ２＝１５，
ｎ１＝２０，ｎ２＝１８，
ｎ１＝２４，ｎ２＝１８，
ｎ１＝２６，ｎ２＝２４，
ｎ１＝２８，ｎ２＝２４，
ｎ１＝３０，ｎ２＝２７．
から選択されることが好ましい。
【００１４】
一方、当該ＩＰＭモータが、５相電力で駆動される場合には、
前記ｎ１、ｎ２は、下記組み合わせ：
ｎ１＝１２，ｎ２＝１０，
ｎ１＝１４，ｎ２＝１０，
ｎ１＝２２，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２４，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２６，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２８，ｎ２＝２０．
から選択されることが好ましい。
【００１５】
他の観点において、本発明のＩＰＭモータは、ロータ（１１）と、ロータ（１１）に対向するステータ（１２）とを具備する。ロータ（１１）は、ロータ鉄心（１７）と、その全体が前記ロータ鉄心（１７）に埋め込まれ、且つ、前記ロータ（１１）に周方向に並んで配置された複数の永久磁石（１３）とを含む。ロータ（１１）は、ステータ（１２）に駆動電流が流されていない状態において、複数の永久磁石（１３）のそれぞれが発生する磁束の１０％以上、好ましくは２０％以上が、最も好ましくは３０％以上が隣接する永久磁石（１３）を通過するように構成されている。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、要求されている場合には大きなトルクを発生できる一方、ロータが外力によって高速に回転されたときの誘起電圧を低減できるようなＩＰＭモータを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータ１０の構成を示す断面図である。ＩＰＭモータ１０は、ロータ１１とステータ１２とを備えている。ステータ１２は、ロータ１１のロータ側面１１ａに対向している。ステータ１２は、電磁的作用によってロータ１１にトルクを与え、ロータ１１を中心軸１１ｂの周りに回転させる。ＩＰＭモータ１０は、外部から動力を供給することにより発電機としても機能する。
【００１８】
本実施気の形態のＩＰＭモータ１０は、１４極１２スロット構造を採用している。詳細には、ロータ１１には１４極の界磁を構成する１４個の永久磁石１３が設けられている。更に、ステータ１２には、１２本の電機子歯１４１〜１４１２が設けられ、隣接する２つの電機子歯の間に１２個のスロット１５が形成されている。以下において、電機子歯１４１〜１４１２は、互いに区別される必要がない場合には電機子歯１４と表記される。電機子歯１４は、同一円周上に等間隔に配置されている。ロータ１１は、シャフト１６とロータ鉄心１７とを含む。シャフト１６は、図示されない軸受によって回転可能に支持されている。ロータ鉄心１７は、シャフト１６に固定的に接合され、シャフト１６と同体に回転する。ロータ鉄心１７は、珪素鋼板のような磁性材料で形成されている。
【００１９】
電機子歯１４１〜１４１２には、それぞれ、電機子巻線１８１〜１８１２が集中巻で巻かれている。ステータ１２の内側に回転磁界を発生するために、電機子巻線１８１〜１８１２には、三相の電機子電流が供給される。詳細には、電機子巻線１８１、１８２、１８７、１８８には、Ｕ相電流が供給され、電機子巻線１８３、１８４、１８９、１８１０には、Ｖ相電流が供給され、電機子巻線１８５、１８６、１８１１、１８１２には、Ｗ相電流が供給される。電機子巻線１８１、１８４、１８５、１８８、１８９、１８１２は、第１方向に（例えば、時計周りに）電機子電流が流れるように巻かれており、電機子巻線１８２、１８３、１８６、１８７、１８１０、１８１１は、第１方向と逆の第２方向に（例えば、反時計周りに）電機子電流が流れるように巻かれている。電機子巻線１８１〜１８１２は、互いに区別される必要がない場合には、電機子巻線１８と表記される。
【００２０】
図２は、ロータ１１の表面部の構造を示す拡大図である。ロータ鉄心１７には開口が形成され、永久磁石１３はその開口に挿入されている。即ち、永久磁石１３のそれぞれは、その全体がロータ鉄心１７に埋め込まれている。隣接する２つの永久磁石１３は、互いに逆の方向の磁力線を発生する、即ち、隣接する２つの永久磁石１３の極性は逆である。ロータ鉄心１７には、隣接する永久磁石１３の間に溝２３が設けられている。
【００２１】
注目すべきことは、永久磁石１３がロータ側面１１ａの近傍に設けられていることである。永久磁石１３がロータ側面１１ａの近傍に位置する構造は、永久磁石１３が発生する磁束の多くを電機子巻線１８に鎖交させ、マグネットトルクを増大させる。その一方で、永久磁石１３がロータ側面１１ａの近傍に位置する構造では、発生するリラクタンストルクは小さくなる。即ち、本実施形態のＩＰＭモータは、一般的なＩＰＭモータとは異なり、その出力トルクの主成分はマグネットトルクであり、リラクタンストルクは補助的に使用されるに過ぎない。しかし、発明者の検討によれば、ＩＰＭモータであっても、マグネットトルクを最大限に利用する構成は、全体としての出力トルクを増大させるため好適である。
【００２２】
ただし、永久磁石１３は、ロータ側面１１ａの近傍に設けられるが、永久磁石１３は電機子歯１４に直接に対向しているわけではない；ロータ鉄心１７には、永久磁石１３の半径方向外側に位置する部分１７ａ（外側部分１７ａ）が設けられる。この外側部分１７ａの存在は、弱め界磁制御を容易にするために重要である。外側部分１７ａの存在は、ｄ軸インダクタンスＬｄを増加させ、少ないｄ軸電流Ｉｄで弱め界磁制御を行うことを可能にする。
【００２３】
図４に示されているように、永久磁石１３は、ロータ１１の半径方向の外側に磁極面１９を有し、半径方向の内側に磁極面２０を有する。永久磁石１３のそれぞれは、その磁極面１９、２０の一方にＮ極を、他方にＳ極を有している。磁極面１９は、中間部分１９ａと、端部分１９ｂ、１９ｃとから構成される。中間部分１９ａとは、磁極面１９の中間位置２２ａ、２２ｂの間に位置する部分である。一方、端部分１９ｂは、磁極面１９の（周方向における）端位置２１ａと中間位置２２ａの間に位置する部分であり、端部分１９ｃは、磁極面１９の（周方向における）端位置２１ｂと中間位置２２ｂの間に位置する部分である。磁極面１９の中間部分１９ａ、及び端部分１９ｂ、１９ｃは、いずれも平らな面であり、中間部分１９ａの法線は、ロータ１１の半径方向に平行である。端部分１９ｂ、１９ｃは、中間部分１９ａを２等分する中間部分１９ａに垂直な平面に対して対称に配置されている。
【００２４】
本実施形態のＩＰＭモータの一つの特徴は、永久磁石１３の外側の磁極面１９が、ロータ１１の外側に凸の形状を有している点にある。より厳密には、磁極面１９は、その両端の位置（端位置２１ａ、２１ｂ）からロータ側面１１ａまでの距離ａが、その中間位置２２ａ、２２ｂからロータ側面１１ａまでの距離ｄよりも大きいような形状を有している；ここで中間位置２２ａ、２２ｂとは、磁極面１９の両端の位置の間に規定された位置をいう。また、ある位置Ａからロータ側面１１ａまでの距離とは、ロータ側面１１ａの上にある位置であって位置Ａからの距離を最小とする位置をＢとしたときの、位置Ａと位置Ｂの距離をいう。
【００２５】
このような構造は、端位置２１ａ、２１ｂとロータ側面１１ａとの間を通過する磁束を増大させ、隣接する永久磁石１３を磁気的に結合させる。言い換えれば、図４のロータ構造は、永久磁石１３の漏れ磁束（ステータ１２に鎖交しない磁束）を増大させる。図４のロータ構造では、ある永久磁石１３の磁極面１９の、特に端部分１９ｂ、１９ｃから放射される磁束は、隣接する永久磁石１３に鎖交しやすい。
【００２６】
一般的な設計手法とは異なり、本実施形態のＩＰＭモータでは、漏れ磁束が積極的に増大されていることに留意されたい。漏れ磁束を増大させることにより、ＩＰＭモータ１０に要求される出力トルクが小さい状態でロータ１１が外力によって高速に回転される場合の誘起電圧が低減され、必要な弱め界磁電流の大きさを有効に低減させることができる。
【００２７】
その一方で、漏れ磁束の増大は、ＩＰＭモータ１０の最大トルクに悪影響を及ぼすと考えられるかもしれない。しかしながら、発明者の検討によればこれは正しくない。発明者の重要な発見の一つは、磁極面１９がロータ１１の外側に凸の形状を有していることによる漏れ磁束の増大がマグネットトルクの最大値に及ぼす影響は、それほど大きくないことである。これは、以下に述べられるように、大きなトルクを発生するために電機子巻線１８に大きな駆動電流が流されている場合には、ロータ１１の半径方向に起磁力が発生し、漏れ磁束が自動的に小さくなることによる。
【００２８】
図３は、電機子巻線１８に大きな駆動電流が流されているときに発生する起磁力の方向を示す概念図である。図３の矢印２４は、電機子巻線１８が発生する起磁力の経路を表しており、矢印２５は、永久磁石１３ｉ＋１が発生する磁束を表している。電機子巻線１８に大きな駆動電流が流されると、この駆動電流は、ある永久磁石１３ｉからそれに対向する電機子歯１４ｉ、電機子歯１４ｉに隣接する電機子歯１４ｉ＋１、及び永久磁石１３ｉに隣接する永久磁石１３ｉ＋１を通って永久磁石１３ｉに戻る経路に沿った起磁力を発生させる。この起磁力は、ある永久磁石１３が発生した磁束が隣接する永久磁石１３に漏れることを阻害し、永久磁石１３が発生した磁束のほぼ全部を電機子歯１４に鎖交させる。したがって、磁極面１９がロータ１１の外側に凸の形状を有していても、最大の出力トルクに及ぼす影響は小さい。
【００２９】
このように、磁極面１９がロータ１１の外側に凸の形状を有する構造は、要求されている場合には大きなトルクを発生できる一方で、ロータ１１が外力によって高速に回転される場合の誘起電圧を低減し、必要な弱め界磁電流の大きさを有効に低減させることができる。
【００３０】
（駆動電流が流されない場合における）漏れ磁束の大きさは、永久磁石１３の磁極面１９及びロータ鉄心１７の形状によって制御可能である。例えば、ロータ鉄心１７の溝２３の形状によって漏れ磁束の大きさは様々に制御可能である。特に図５に示されているように、ロータ鉄心１７から溝２３を排除すれば漏れ磁束は顕著に増大する。また、漏れ磁束の大きさは、磁極面１９の中間部分１９ａと、端部分１９ｂ、１９ｃの面積比によって制御可能である。図５に示されているように、中間部分１９ａの面積を減少させ、端部分１９ｂ、１９ｃの面積を増大させることにより、漏れ磁束を増大させることができる。
【００３１】
好適には、永久磁石１３の磁極面１９及びロータ鉄心１７の形状は、永久磁石１３が磁極面１９において発生する磁束のうち、隣接する永久磁石１３に漏れる漏れ磁束が占める割合は、１０％以上であるように決定されていることが好適である。永久磁石１３が磁極面１９から放出する磁束のうち、隣接する永久磁石１３に漏れる漏れ磁束が占める割合は、２０％以上であることが更に好適であり、３０％以上であることが最も好適である。
【００３２】
永久磁石１３の磁極面１９は、３つの平面から構成される形状以外の形状を有することも可能である。例えば、図６に示されているように、磁極面１９は、ロータ１１の半径方向外側に凸な形状を有する曲面であることが可能である。このような構造でも、駆動電流が流されない場合における漏れ磁束の大きさを増大させながら、要求されている場合には大きなマグネットトルクを発生できる。
【００３３】
しかしながら、磁極面１９は、３つの平面から構成される形状を有することが好適である。図４、図５のように、複数の平面で形成されている磁極面１９は、図６のような凸な形状を有する曲面で形成されている磁極面１９よりもロータ表面までの距離を大きく取れる。これは、駆動電流が流されない場合における磁束の漏れを増大させるために有効である。
【００３４】
図３に示されているような経路（即ち、永久磁石１３ｉからそれに対向する電機子歯１４ｉ、電機子歯１４ｉに隣接する電機子歯１４ｉ＋１、及び永久磁石１３ｉに隣接する永久磁石１３ｉ＋１を通って永久磁石１３ｉに戻る経路）で起磁力を発生させるためには、ＩＰＭモータ１０の極数とスロット数（即ち、電機子歯の数）が重要な役割をする。好適には、電機子巻線１８が集中巻で電機子歯１４に巻きつけられており、界磁の極数ｎ１がスロットの数ｎ２よりも大きく、且つ、極数ｎ１とスロットの数ｎ２との差が小さいことが好ましい。このような構成は、多くの数の永久磁石１３を電機子歯１４に正対させ、図３に示されているような経路で起磁力を発生させるために好適である。界磁の極数ｎ１がスロットの数ｎ２の数よりも少ない構成は、一の電機子歯１４に複数の永久磁石１３を正対させ、上述した経路で起磁力を発生させるために好適でない。
【００３５】
具体的には、ＩＰＭモータ１０が３相電力で駆動される場合には、下記の極数ｎ１とスロットの数ｎ２の組み合わせが好適である：
ｎ１＝１２，ｎ２＝９，
ｎ１＝１４，ｎ２＝１２，
ｎ１＝１６，ｎ２＝１２，
ｎ１＝２０，ｎ２＝１５，
ｎ１＝２０，ｎ２＝１８，
ｎ１＝２４，ｎ２＝１８，
ｎ１＝２６，ｎ２＝２４，
ｎ１＝２８，ｎ２＝２４，
ｎ１＝３０，ｎ２＝２７．
【００３６】
ＩＰＭモータ１０は、５相電力で駆動されることも可能である。この場合には、下記の極数ｎ１とスロットの数ｎ２の組み合わせが好適である：
ｎ１＝１２，ｎ２＝１０，
ｎ１＝１４，ｎ２＝１０，
ｎ１＝２２，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２４，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２６，ｎ２＝２０，
ｎ１＝２８，ｎ２＝２０．
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るＩＰＭモータの構造を示す断面図である。
【図２】図２は、本実施形態に係るＩＰＭモータの構造を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係るＩＰＭモータにおいて発生する起磁力の経路、及び永久磁石が発生する磁束の経路を示す拡大断面図である。
【図４】図４は、本実施形態における、永久磁石の構造を示す断面図である。
【図５】図５は、本実施形態における、永久磁石の他の構造を示す断面図である。
【図６】図６は、本実施形態における、永久磁石の他の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０：ＩＰＭモータ
１１：ロータ
１２：ステータ
１３：永久磁石
１４：電機子歯
１５：スロット
１６：シャフト
１７：ロータ鉄心
１８：電機子巻線
１９、２０：磁極面
１９ａ：中間部分
１９ｂ、１９ｃ：端部分
２１ａ、２１ｂ：端位置
２２ａ、２２ｂ：中間位置
２３：溝
２４、２５：矢印
【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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