(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータ。
【請求項２】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータ。
【請求項３】
ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項１または請求項２記載の永久磁石ロータ。
【請求項４】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項５】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項６】
ｎ＝１である請求項４または請求項５記載の永久磁石ロータ。
【請求項７】
ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項４または請求項５または請求項６記載の永久磁石ロータ。
【請求項８】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータ。
【請求項９】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータ。
【請求項１０】
ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項８または請求項９記載の永久磁石ロータ。
【請求項１１】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項１２】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータ。
【請求項１３】
ｎ＝１である請求項１１または請求項１２記載の永久磁石ロータ。
【請求項１４】
ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部のロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項１１または請求項１２または請求項１３記載の永久磁石ロータ。
【請求項１５】
形状の異なるロータコアシートまたは、異なる角度のロータコアシートを積層したもののうち、積厚方向の端部に位置するロータコアシートの積厚が、他の部分の積厚より０．５mm〜２．５mm厚く積層された請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３または請求項１４記載の永久磁石ロータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、永久磁石をロータコア内部に埋設することにより、逆突極性または順突極性を持たせ、マグネットトルクのみならず、リラクタンストルクをも利用することにより、高い効率を実現できる永久磁石の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ロータコア内部に永久磁石を埋設した永久磁石ロータのロータコアは、同一形状のロータコアシートを同一方向に積層してなっていた。図１１に、筆者らが発明した従来の永久磁石ロータ（特願平９−１９５３７９号公報）の断面図を示す。
【０００３】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア５０内部に永久磁石５１を埋設し、この永久磁石の端面に接するように長穴部５３を設けた永久磁石ロータである。長穴部５３は、永久磁石埋設用打ち抜き穴５２と連続してなり、その形状は全積厚にわたって同一である。ロータコア５０の端部には端版（図示せず）を設け、貫通穴５４にリベットピンを通すことにより固定し、シャフト穴５５にシャフトを圧入し、シャフトを中心に回転する。
【０００４】
ロータコア内部に永久磁石を埋設することにより、永久磁石飛散防止のための管が不要であり、磁気的エアギャップを小さくできるほか、管に流れる渦電流による損失を低減できる。また、構造の逆突極性に起因してリラクタンストルクを利用することができるため、効率の高いモータを提供することができた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような従来の永久磁石ロータにおいては、音，振動を抑えるため、スキューを行うことが極めて困難であった。特に、焼結磁石をロータコアに埋設する場合、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくする以外、ロータコアのスキューは不可能で、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくする以外、ロータのスキューは不可能である。しかしながら、永久磁石埋設用打ち抜き穴を大きくすると、永久磁石の磁極面とロータコアの間にエアギャップができ、パーミアンスを低下させ、効率を低下させる。したがって、ロータコア内部に永久磁石を埋設した永久磁石ロータにおいて、音，振動を低減するのは困難であった。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために本発明は、永久磁石埋設用打ち抜き穴の形状は同一で、永久磁石のロータコアシート面における端部、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ことにより、音，振動を低減することを可能とした。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【０００８】
本発明の請求項２に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形ロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【０００９】
本発明の請求項３に記載の発明は、ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項１または請求項２記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１０】
本発明の請求項４に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００１１】
本発明の請求項５に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に接するように長穴部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００１２】
本発明の請求項６に記載の発明は、ｎ＝１である請求項４または請求項５記載の永久磁石ロータであって、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００１３】
本発明の請求項７に記載の発明は、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の長穴部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項４または請求項５または請求項６記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１４】
本発明の請求項８に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋１２０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００１５】
本発明の請求項９に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉの異なるロータコアシートＮ種類からなり、それぞれ略同一積厚で形成され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｉ＝θ０＋６０・ｉ／（Ｐ・Ｎ）（θ０は０≦θｉ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｉ＝１，２，…，Ｎ）である永久磁石ロータであって、ロータコア内部に永久磁石を埋設してなる永久磁石ロータにおいて、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００１６】
本発明の請求項１０に記載の発明は、ｉ種目のロータコアシートの、ロータ磁極のロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θｉ＋θ’ｉ＝１２０／Ｐである、請求項８または請求項９記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１７】
本発明の請求項１１に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が３／２Ｐまたは３Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋１２０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００１８】
本発明の請求項１２に記載の発明は、打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア内部に永久磁石を埋設し、この永久磁石の端面、正極面の端部、あるいは負極面の端部に近接した位置のロータ外周に切り欠き部を設けた永久磁石ロータであって、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊがＰ／ｎ通りの値を取り、それぞれの値が周期的にｎ回繰り返され、ロータ磁極数がＰ、ステータスロット数が６Ｐであるとき、θｊ＝θ０＋６０・ｊ・ｎ／（Ｐ2）（θ０は０≦θｊ≦１２０／Ｐとなる範囲の定数、ｊ＝１，２，…，Ｐ／ｎ、ｎはＰ／２以下の自然数）であり、３６０・ｊ／Ｐ度回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略ｎ／Ｐ倍ずつ積層してなる永久磁石ロータであって、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００１９】
本発明の請求項１３に記載の発明は、ｎ＝１である請求項１１または請求項１２記載の永久磁石ロータであって、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００２０】
本発明の請求項１４に記載の発明は、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部のロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の切り欠き端部の、磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θｊ＋θ’ｊ＝１２０／Ｐである、請求項１１または請求項１２または請求項１３記載の永久磁石ロータであって、特に１２０°通電に適し、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００２１】
本発明の請求項１５に記載の発明は、形状の異なるロータコアシートまたは、異なる角度のロータコアシートを積層したもののうち、積厚方向の端部に位置するロータコアシートの積厚が、他の部分の積厚より０．５mm〜２．５mm厚く積層された請求項１または請求項２または請求項３または請求項４または請求項５または請求項６または請求項７または請求項８または請求項９または請求項１０または請求項１１または請求項１２または請求項１３または請求項１４記載の永久磁石ロータであって、ロータ積厚方向の端面の磁束の漏れを考慮し、効果的に音，振動を低減することができる。
【００２２】
【実施例】
（実施例１）
図１は第１の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図２は第１の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。図３は、第１の実施例における永久磁石ロータのコギングトルクおよびトルクリップルの低減原理を説明する図である。
【００２３】
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ内部に永久磁石１１を埋設し、この永久磁石１１の端面に接するように長穴部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄを設けた４極の永久磁石ロータである。ロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄの磁極境界からの角度をθｊとしたとき、θｊが４通りの値を取り、ステータスロット数が、１２（＝４×３）であり、分布巻のとき、θｊ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれ９０°ずつ回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｊ番目のロータ回転前進側にある長穴部の、ロータ回転前進側に隣接するロータ磁極の、ロータ回転後進側の長穴部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｊとしたとき、θ’ｊ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°であり、θｊ＋θ’ｊ＝３０°となる。これにより、ロータコアを積層したとき、ある磁極のロータ回転前進側または後進側の長穴部の形状は、計４通りできることになる。なお、θｊおよびθ’ｊそれぞれの順序は特に問わない。
【００２４】
以下、図３を用いて、トルクリップルを低減する原理について説明する。図３は、磁極の境界部の同一ロータ位置における長穴部とステータティースとの関係を示している。磁極面１９から出た磁束は、回転方向Ｒに向かって長穴部１３ｃに沿ってステータティース１７にわたる。しかし、ステータにはスロット１８が存在するため、スロット部は磁気抵抗が大きくなる。長穴部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとスロットとの位置関係は、ロータ同位置において４通りあり、長穴部先端部とスロットとの位置関係は、ティース間の間隔を４等分したものである。したがって、長穴先端部からステータティースにわたる磁束は、７．５°毎にスロットを通過するため、長穴部がすべて同一形状の時、３０°毎にスロットを通過する場合と比較しリップル数は４倍となり、リップル量はおよそ１／４に低減されることになる。また、前記特願平９−１９５３７９号公報にて説明している通り、θｊ＋θ’ｊ＝３０°（＝１２０／４）であるとき、トルクが最大となり、コギングトルクが極小となる。また、長穴部の存在により、永久磁石の正磁極面から負磁極面に短絡する磁束量を低減することが可能である。
【００２５】
本構成は、ロータコア形状が１種類でよく、金型費用等も有利である。また、永久磁石数を増やすことなく、容易に擬似的にスキューを施すことができ、音，振動を低減することが可能である。
【００２６】
なお、ここで磁極境界は９０°毎で等間隔であるとし、ステータティース間隔も等間隔である。また、θｊおよびθ’ｊが最小の場合、長穴部にまで永久磁石が存在してもかまわない。
【００２７】
なお、積厚方向の両端は、磁束が漏れたりするため、異なる角度のロータコアシートを積層したもののうち、積厚方向の端部に位置するロータコア１０ａ，１０ｄの積厚が、他の部分１０ｂ，１０ｃの積厚より若干厚めに積層するとよい。積厚や磁石形状の寸法公差などを考え、積厚差は０．５mm以上、漏れ磁束量を考慮すると２．５mm以下が望ましい。
【００２８】
（実施例２）
図４は第２の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図５は第２の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。図６は第２の実施例における永久磁石ロータのコギングトルクおよびトルクリップルの低減原理を説明する図である。
【００２９】
構成および作用について、実施例１と同様の内容については、省略する。
ロータコア２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄは、長穴部の形状の違いにより４種類ある。ステータスロット数は６（＝４×３／２）であり、突極集中巻である。
【００３０】
長穴部の形状は、１種類のロータコアにおいては、永久磁石のロータ回転の前進側または後進側それぞれにおいて、４磁極とも同一形状である。ロータコアのロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉが４通りの値を取り、θｉ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｉ種目のロータコアにあるロータ回転後進側の長穴部２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θ’ｉ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°であり、θｉ＋θ’ｉ＝３０°となる。
【００３１】
これにより、ロータコアを積層したとき、ある磁極のロータ回転前進側または後進側の長穴部の形状は、計４通りできることになる。なお、θｉおよびθ’ｉそれぞれの順序は特に問わない。
【００３２】
以下、図６を用いて、トルクリップルを低減する原理について説明する。図６は、ある磁極の同一ロータ位置における長穴部とステータティースとの関係を示している。磁極面２９ａから出た磁束は、回転方向Ｒに向かって長穴部２３ｄに沿って、ステータティース２７ａまたは２７ｃにわたる。しかし、ステータにはスロット２８が存在するため、スロット部は磁気抵抗が大きくなる。同様に、磁極面２９ｂから出た磁束は、回転方向Ｒに向かって長穴部２３ｄに沿って、ステータティース２７ｂにわたる。これは、磁極面２９ａに接する長穴部とステータティースとの位置関係と、３０°ずれている。同様に、長穴部２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄとスロットとの位置関係は、ロータ同位置において８通りあり、長穴部先端部とスロットとの位置関係は、ティース間の間隔を８等分したものである。したがって、長穴先端部からステータティースにわたる磁束は、７．５°毎にスロットを通過するため、長穴部がすべて同一形状の時、３０°毎にスロットを通過する場合と比較し、リップル数は４倍となり、リップル量はおよそ１／４に低減されることになる。また、前記特願平９−１９５３７９号公報にて説明している通り、θｉ＋θ’ｉ＝３０°（＝１２０／４）であるとき、トルクが最大となりコギングトルクが極小となる。また、長穴部の存在により永久磁石の正磁極面から負磁極面に短絡する磁束量を低減することが可能である。
【００３３】
また、同一コアシート内で、各磁極毎に長穴部の形状は同一であり、半径方向のアンバランスが発生しない。
【００３４】
（実施例３）
図７は第３の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図８は第３の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。
【００３５】
構成および作用について、実施例２と同様の内容については省略する。
永久磁石１１の端面に近接した位置のロータ外周に、切り欠き３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを設けた４極の永久磁石ロータである。
【００３６】
ロータコア３０ａ，３０ｂ，３０ｃ，３０ｄは、切り欠きの位置の違いにより４種類ある。ステータスロット数は６（＝４×３／２）または１２（＝４×３）である。
【００３７】
切り欠きの位置は、１種類のロータコアにおいては、永久磁石のロータ回転の前進側または後進側それぞれにおいて、４磁極とも同一位置である。ロータコアのロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の切り欠きの端部３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄの磁極境界からの角度をθｉとしたとき、θｉが４通りの値を取り、θｉ＝３．７５°，１１．２５°，１８．７５°，２６．２５°であり、それぞれロータ積厚の略１／４倍ずつ積層してなる。また、ｉ種目のロータコアにあるロータ回転後進側の切り欠きの端部３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄの磁極境界からの角度をθ’ｉとしたとき、θ’ｉ＝２６．２５°、１８．７５°、１１．２５°、３．７５°であり、θｉ＋θ’ｉ＝３０°となる。
【００３８】
作用および効果については、実施例２と同様であるので省略する。
本構成においては、永久磁石端部が切り欠きの奥にあり、減磁界がかかりにくいため、減磁耐力に優れているといえる。
【００３９】
（実施例４）
図９は第４の実施例における永久磁石ロータの分解斜視図を示す。図１０は第４の実施例における永久磁石ロータの断面図を示す。
【００４０】
構成および作用について、実施例１と同様の部分については省略する。
打ち抜かれた電磁鋼板からなる略円形のロータコアシートを積層してなるロータコア４０ａ，４０ｂ内部に永久磁石４１ａ，４２ｂを埋設し、この永久磁石４１ａ，４１ｂのロータ回転前進側の端面に接するように長穴部４３ａ，４３ｂを設けた４極の永久磁石ロータである。長穴部４３ａ，４３ｂは、４極のうち２極分だけ設けられている。
【００４１】
１極当りの永久磁石をロータ半径方向に２分割し、外周側の永久磁石４１ａおよび内周側の永久磁石４１ｂのそれぞれの端部がロータ外周に近接する位置まで伸びたように構成することにより、突極比を向上させリラクタンストルクを大きくすることができる（特開平８−３３１７８３号公報）。また、ロータの回転の前進側に位置する永久磁石の端部の間隔を、ロータの回転の後進側に位置する永久磁石の端部の間隔より大きくすることにより、特定箇所での磁束の密集を緩和させ鉄損を減じることができる（特開平８−３３６２４６号公報）。
【００４２】
ロータ回転方向がＲであるとき、ロータ磁極のロータ回転前進側の長穴部４３ａ，４３ｂの磁極境界からの角度をθ２，δ２としたとき、外周側の永久磁石４１ａについてはθ２＝３１°、内周側の永久磁石４１ｂについてはδ２＝１７°である。また、隣接する磁極のロータ回転前進側には長穴部がなく、磁極のロータ回転前進側のロータ外周部に近接する部分の、磁極境界からの角度θ１，δ１は、外周側の永久磁石４１ａについてはθ１＝２３．５°、内周側の永久磁石４１ｂについてはδ１＝９．５°である。ステータスロット数が、２４（＝４×６）であり、分布巻のとき、θｊ＝１６＋６０・ｊ・２／（４2）、δｊ＝２＋６０・ｊ・２／（４2）が成り立つ。それぞれ９０°ずつ回転させたロータコアを、それぞれロータ積厚の略１／２倍ずつ積層してなる。
【００４３】
効果については、実施例１と同様であるので省略する。
なお、上記の実施例においては、４極の永久磁石モータについて説明したが、極数、ロータコアや永久磁石の形状、ステータの形状などはこれらに限定されることなく、本発明の主旨にしたがって種々の変形が可能であり、これらを発明の範囲から排除するものではない。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように請求項１および請求項２に記載の発明によれば、ロータ磁極間の磁束の漏れを低減させつつ、半径方向にアンバランスを発生することなく、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００４５】
請求項３に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００４６】
請求項４および請求項５に記載の発明によれば、ロータ磁極間の磁束の漏れを低減させつつ、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００４７】
請求項６に記載の発明によれば、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００４８】
請求項７に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００４９】
請求項８および請求項９に記載の発明によれば、減磁耐力を向上させつつ、半径方向にアンバランスを発生することなく、擬似的にスキューを施すことが可能となり、音，振動を低減することができる。
【００５０】
請求項１０に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００５１】
請求項１１および請求項１２に記載の発明によれば、減磁耐力を向上させつつ、１種類のロータコアシートで擬似的にスキューを施すことが可能であり、音，振動を低減することが可能である。
【００５２】
請求項１３に記載の発明によれば、有効的に音，振動を低減することが可能である。
【００５３】
請求項１４に記載の発明によれば、磁束を電気角１２０°に集中させることにより、高いトルクを発生させることができ、高い効率を実現することができる。
【００５４】
請求項１５に記載の発明によれば、ロータ積厚方向の端面の磁束の漏れを考慮し、効果的に音，振動を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図２】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図３】本発明の第１の実施例による永久磁石ロータの原理を説明する図
【図４】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図５】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図６】本発明の第２の実施例による永久磁石ロータの原理を説明する図
【図７】本発明の第３の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図８】本発明の第３の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図９】本発明の第４の実施例による永久磁石ロータの分解斜視図
【図１０】本発明の第４の実施例による永久磁石ロータの断面図
【図１１】従来の永久磁石ロータの断面図
【符号の説明】
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  ロータコア
１１  永久磁石
１２  永久磁石埋設用打ち抜き穴
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ  長穴部
１４  リベットピン用穴
１５  シャフト用穴
１７  ティース
１８  スロット
１９  磁極面
【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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