JP2001119877A

JP2001119877A - 永久磁石埋め込み回転子

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Publication number: JP2001119877A
Application number: JP29998599A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Okuma; 繁大熊; Shinji Michiki; 慎二道木; Mutsuo Tomita; 睦雄冨田; Mitsuhiko Sato; 光彦佐藤; Seiichi Kaneko; 清一金子; Mitsuhiro Suzuki; 光広鈴木
Original assignee: Aichi Elec Co
Current assignee: Aichi Elec Co
Priority date: 1999-10-21
Filing date: 1999-10-21
Publication date: 2001-04-27
Anticipated expiration: 2019-10-21
Also published as: JP3607137B2

Abstract

(57)【要約】【課題】収容孔に永久磁石を埋め込んだ時の収容孔内
の空隙を小さくしてモータ性能を向上させた永久磁石埋
め込み回転子を提供する。【解決手段】回転子コア１には、軸方向に垂直な断面
が、凸部側が中心側を向いた台形状に形成された収容孔
３が設けられている。永久磁石５は、軸方向に垂直な断
面が台形状に形成された永久磁石５ａ、５ｂが用いられ
る。永久磁石５ａ、５ｂは、収容孔３の中央部３ａ、外
周部３ｂに、上辺を外周側に向けて挿通される。これに
より、収容孔３内における永久磁石５ａと５ｂとの間の
空隙や永久磁石５ｂと収容孔３の端部との間の空隙を小
さくすることができる。また、永久磁石５ａ、５ｂの厚
さのばらつきが小さいため、収容孔３の幅寸法と永久磁
石５ａ、５ｂの厚さ寸法との差を小さくすることができ
る。これにより、収容孔３と永久磁石５ａ、５ｂとの間
の空隙を小さくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転子コアに設け
られた収容孔に永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋め込み
回転子に関する。

【０００２】

【従来の技術】圧縮機等の駆動源として、回転子鉄心に
永久磁石が装着された回転子を有する永久磁石電動機が
用いられている。その際、高性能の永久磁石電動機とし
ては、永久磁石埋め込み構造の永久磁石電動機が用いら
れることが多い。従来、永久磁石埋め込み回転子として
は、特開平６−３３９２４１号公報に記載されている構
造のものが知られている。この永久磁石埋め込み回転子
を図８に示す。図８は、４極の永久磁石埋め込み回転子
を示している。回転子コア５１には、軸方向に垂直な断
面が、凸部側が中心側を向いた円弧状に形成されている
収容孔５３が９０度間隔で４個所に設けられている。そ
して、各収容孔５３には、図９に示すような、軸方向に
垂直な断面が円弧状に形成されている永久磁石５５が埋
め込まれている。また、米国特許第４９２４１３０号明
細書に記載されている構造のものも知られている。この
永久磁石埋め込み回転子を図１０に示す。図１０は、４
極の永久磁石埋め込み回転子を示している。回転子コア
６１には、軸方向に垂直な断面が、凸部側が中心側を向
いた台形状に形成されている収容孔６３が９０度間隔で
４個所に設けられている。収容孔６３は、中央部６３ａ
と外周部６３ｂを有している。そして、収容孔６３の中
央部６３ａ、外周部６３ｂには、それぞれ軸方向に垂直
な断面が長方形状に形成されている永久磁石６５ａ、６
５ｂが埋め込まれている。なお、永久磁石５５、６５
ａ、６５ｂは、厚さ方向に着磁されている。また、図
８、図１０においては、各収容孔５３に埋め込まれてい
る永久磁石５５及び各収容孔６３に埋め込まれている永
久磁石６５ａ、６５ｂは、交互にＮ極、Ｓ極となるよう
に配置されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図８に示されている永
久磁石埋め込み回転子では、図９に示すような断面が円
弧状の永久磁石５５を用いている。永久磁石の製造工程
は成形、焼結、加工という手順となるが、成形から焼結
する工程で１５％〜２５％程度の収縮があり、これによ
り寸法がばらつく。特に、円弧状という形状の制約か
ら、内周側及び外周側のどちらか一方を先に曲面状に加
工し、その後その加工面を基準面側として他方を曲面状
に加工するため、内周側及び外周側それぞれにおいて公
差±αが発生する。したがって、厚さのばらつき範囲が
±２αとなる。なお、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれ永久磁石
５５の内周半径、外周半径の設定値である。このため、
このような断面が円弧状の永久磁石５５を用いる場合に
は、収容孔５３の幅を、永久磁石５５の設定幅より永久
磁石５５の厚さのばらつき２αだけ大きくし、あるいは
永久磁石５５の厚さを、収容孔５３の設定幅より永久磁
石５５の厚さばらつき２αだけ小さくする必要がある。
このように、収容孔５３の幅方向の寸法と永久磁石５５
の厚さ寸法の差が大きいと、収容孔５３に永久磁石５５
を嵌め込んだ時に収容孔５３と永久磁石５５の間に大き
な空隙が生じる。収容孔５３と永久磁石５５の間に大き
な空隙が生じると、永久磁石によって発生する主磁束ト
ルクが減少する。また、図１０に示されている永久磁石
埋め込み回転子では、断面が長方形状の永久磁石を用い
ている。長方形状の永久磁石は、前記円弧状の永久磁石
のように加工面が曲面でないため、基準面を出すことな
く、同時に両辺（上辺及び下辺）を加工することがで
き、円弧状の永久磁石に比べて厚さのばらつきが小さ
い。このため、収容孔６３の幅方向の寸法と永久磁石６
５の厚さ寸法の差を小さくすることができる。このた
め、収容孔６３と永久磁石６５との間の空隙は小さい。
しかしながら、収容孔６３が台形状に形成されているた
め、収容孔６３に永久磁石６５ａ、６５ｂを嵌め込んだ
時に永久磁石６５ａと６５ｂとの間及び永久磁石６５ｂ
と収容孔６３の端部（回転子コア６１の外周部に近接す
る部分）との間に空隙６６ａ及び６６ｂが生じる。この
ため、永久磁石量が少なくなり、主磁束トルクが減少す
る。永久磁石電動機のトルクＴ３は、主磁束トルクをＴ
１、リラクタンストルクをＴ２とした場合、[Ｔ３＝Ｔ
１＋Ｔ２]で表される。したがって、前記した従来の永
久磁石埋め込み回転子を有する永久磁石電動機は、主磁
束トルクを十分に利用することができず、モータ性能が
悪くなっていた。本発明は、このような問題点を解決す
るために創案されたものであり、収容孔に永久磁石を埋
め込んだ時の収容孔内の空隙を小さくしてモータ性能を
向上させた永久磁石埋め込み回転子を提供することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の第１発明は、請求項１に記載されたとおりの
永久磁石埋め込み回転子である。請求項１に記載の永久
磁石埋め込み回転子を用いれば、収容孔を断面が凸型の
角形状に形成するとともに、永久磁石を断面が台形状に
形成しているため、収容孔に永久磁石を埋め込んだ時の
収容孔内の空隙を小さくすることができる。これによ
り、主磁束トルクの減少を防止することができ、モータ
性能を向上させることができる。また、収容孔を角形状
に形成することにより、各極間部がロート状に回転子外
周に向って開くため、固定子から回転子へ、回転子から
固定子へと流れるリラクタンストルクに寄与する磁束を
多く流出入させることができる。これによっても、モー
タ性能を向上させることができる。また、本発明の第２
発明は、請求項２に記載されたとおりの永久磁石埋め込
み回転子である。請求項２に記載の永久磁石埋め込み回
転子を用いれば、収容孔を台形状に形成しているため、
永久磁石の、回転子外周部を向いている側の表面積及び
永久磁石の回転子外周部側と回転子外周部との間のコア
の面積を、断面が円弧状の収容孔に比べて大きくするこ
とができる。ここで、固定子側から見た場合の回転子外
周部表面にでてくる永久磁石の磁束量は、永久磁石の、
回転子外周部を向いている側の表面積が大きい程多くな
る。また、永久磁石の回転子外周部側と回転子外周部と
の間のコアの面積が大きい程大きいリラクタンストルク
が得られる。したがって、収容孔を、各極間及び回転子
内径に沿うように台形状に形成することにより、モータ
性能を一層向上させることができる。また、本発明の第
３発明は、請求項３に記載されたとおりの永久磁石埋め
込み回転子である。請求項３に記載の永久磁石埋め込み
回転子を用いれば、収容孔に複数の永久磁石を埋め込む
ため、収容孔に永久磁石を埋め込んだ時の永久磁石間の
空隙を小さくすることができる。また、本発明の第４発
明は、請求項４に記載されたとおりの永久磁石埋め込み
回転子である。請求項４に記載の永久磁石埋め込み回転
子を用いれば、収容孔に異なる厚さの永久磁石を埋め込
んでいるため、種々のモータ性能を得ることができる。
例えば、収容孔の外周部に埋め込まれている永久磁石の
厚さより収容孔の中央部に埋め込まれている永久磁石の
厚さを大きくすることにより、主磁束トルクを増加させ
ることができる。また、本発明の第５発明は、請求項５
に記載されたとおりの永久磁石埋め込み回転子である。
請求項５に記載の永久磁石埋め込み回転子を用いれば、
収容孔に異なる特性の永久磁石を埋め込んでいるため、
種々のモータ性能を得ることができる。例えば、収容孔
の中央部に埋め込まれている永久磁石として残留磁束密
度が高く、保持力の低い材質の磁石を用い、収容孔の外
周部に埋め込まれている永久磁石として残留磁束密度は
低いが、保持力の高い材質の磁石を用いることにより、
主磁束を増加させることができるとともに、減磁耐力を
高めることができる。これにより、モータを小型化する
ことができ、安価に製作することができる。また、本発
明の第６発明は、請求項６に記載されたとおりの永久磁
石埋め込み回転子である。請求項６に記載の永久磁石埋
め込み回転子を用いれば、モータ性能を向上させること
ができる。例えば、各極毎に永久磁石を多層状に設ける
ことにより、層と層との間にリラクタンストルクが有効
的に働く通路を形成することができる。このため、前記
した図１０に示す永久磁石埋め込み回転子を用いた永久
磁石電動機のリラクタンストルクＴ２が[Ｔ２＋β２]に
増加し、モータ性能が向上する。また、本発明の第７発
明は、請求項７に記載されたとおりの永久磁石埋め込み
回転子である。請求項７に記載の永久磁石埋め込み回転
子を用いれば、ピン孔を磁束変化が少ない位置に設けて
いるため、モータ性能を悪化させることはない。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図１〜図３に、本発明の永久磁石
埋め込み回転子の第１の実施の形態を示す。なお、図１
は第１の実施の形態の分解斜視図であり、図２は第１の
実施の形態の軸方向に垂直な断面図であり、図３は第１
の実施の形態で用いる永久磁石の軸方向に垂直な断面図
である。本実施の形態では、４極の永久磁石埋め込み回
転子を示している。本実施の形態の永久磁石埋め込み回
転子は、回転子コア１と、永久磁石５と、端板６とカシ
メピン９等により構成されている。回転子コア１は、例
えば、順送プレス型によって打ち抜いた電磁鋼板等の鋼
板を順次かしめながら積層するオートクランプ方式によ
り、略円筒形状に積層したものである。勿論、オートク
ランプ方式以外の方法で回転子コア１を積層することも
できる。また、積層以外の方法で回転子コア１を形成す
ることもできる。この回転子コア１には、回転軸を挿通
するための軸孔２が中心に設けられている。また、永久
磁石５を挿着するための複数の収容孔３及びカシメピン
９を挿通するための複数のピン孔４が軸孔２と平行に設
けられている。端板８には、回転軸を挿通するための軸
孔７及びカシメピン９を挿通するための複数のピン孔８
が設けられている。収容孔３は、各極毎に設けられてい
る。本実施の形態では、収容孔３は９０度間隔で４個設
けられている。

【０００６】本実施の形態の永久磁石埋め込み回転子を
形成するには、例えば、先ず、積層された回転子コア１
の軸孔２に回転軸を圧入等により挿通して固定する。次
に、回転子コア１の収容孔３に永久磁石５を挿通する。
次に、回転子コア１の軸方向両端部に端板６を装着す
る。次に、端板６のピン孔８及び回転子コア１のピン孔
４にカシメピン９を挿通して回転子鉄心１を一体化固着
する。カシメピン９としては鉄等の磁性体や非磁性体を
用いることができる。なお、回転子コア１のピン孔４
は、磁束の変化が少ない位置等モータ性能を悪化させな
い位置に設けるのが好ましい。また、永久磁石回転子を
形成する方法は、上記方法に限定されない。

【０００７】回転子コア１に設けられる収容孔３は、軸
方向に垂直な断面が、凸部側が中心側を向き、凹部側が
外周部を向いている凸型の角形状に形成されている。本
実施の形態では、収容孔３は、凸部側の中央部３ａ及び
回転子コア外周側の外周部３ｂを有する凸型の台形状に
形成されている。収容孔３の端部と回転子コア１の外周
部との間の間隔が広いと、漏れ磁束が多くなる。そのた
め、収容孔３の端部を回転子コア１の外周部に近接する
ように、すなわち端部と外周部との間隔が狭くなるよう
に収容孔３を設けるのが好ましい。軸方向と垂直な断面
における、収容孔３の中央部３ａと外周部３ｂとの角
度、中央部３ａや外周部３ｂの幅や長さ等は、回転子コ
ア１の大きさ、積層板の材質、永久磁石５の特性等に応
じて、モータ性能が向上する値に適宜設定される。

【０００８】また、収容孔３には、永久磁石５が軸方向
から挿通される。本実施の形態では、永久磁石５とし
て、図３(a)、(b)に示すような、軸方向に垂直な断面が
台形状に形成された永久磁石５ａ、５ｂを用いている。
永久磁石５としては、フェライト磁石や希土類磁石等を
用いることが可能である。永久磁石５として断面が台形
状の永久磁石を用いることにより、前記したように両辺
（上辺及び下辺）を同時に加工することができる。これ
により、永久磁石５の厚さのばらつき範囲は、図３に示
すように±αとなる。なお、Ｔは、永久磁石５の厚さ設
定値である。このように、断面が台形状の永久磁石を用
いることにより、断面の厚さのばらつきが、図８に従来
例として示した円弧状の永久磁石のほぼ１／２になる。
このため、収容孔３の幅寸法と永久磁石５の厚さ寸法の
差を小さくすることができ、収容孔３に永久磁石５を埋
め込んだ時の収容孔３と永久磁石５との間の空隙を小さ
くすることができる。すなわち、収容孔３と永久磁石５
との間の空隙による主磁束トルクの減少を小さくするこ
とができる。また、収容孔３の幅寸法を大きくする必要
がないため、収容孔３と回転子コア１の外周部との間の
鉄心の面積を図８に示す従来の断面が円弧状の永久磁石
を用いた場合に比して大きくすることができる。これに
より、大きなリラクタンストルクを得ることができる。
また、従来の円弧状の永久磁石を用いた場合に比べて、
永久磁石の、回転子外周部を向いている側の表面積を大
きくすることができるので、大きな主磁束トルクを得る
ことができる。なお、永久磁石５ａ、５ｂは、厚さ方向
に着磁されている。また、図２に示す状態において、各
収容孔３毎に交互にＮ極、Ｓ極が配置されるように、各
収容孔３に埋め込まれている永久磁石５ａ、５ｂが着磁
されている。

【０００９】本実施の形態では、図２に示すように、各
収容孔３には、断面が台形状の永久磁石５ａ、５ｂが３
個軸方向に挿通されている。すなわち、収容孔３の中央
部には図３(b)に示す永久磁石５ａが、収容孔３の外周
部３ｂには図３(a)に示す永久磁石５ｂが、上辺を収容
孔３の凹部側に向けて挿通されている。このように、本
実施の形態では、各収容孔３に断面が台形状の永久磁石
５ａ、５ｂを挿通しているため、永久磁石５ａ、５ｂの
斜辺同士あるいは永久磁石５ｂの斜辺と収容孔３の端部
とが小さな隙間で対峙し、永久磁石５ａと永久磁石５ｂ
との間の空隙や永久磁石５ｂと収容孔３の端部との間の
空隙が小さくなる。このため、主磁束トルクが増加す
る。なお、永久磁石５ａ、５ｂの斜辺の角度は、収容孔
３の中央部３ａ、外周部３ｂの幅や長さ、中央部３ａと
外周部３ｂとの間の角度等に応じて設定される。

【００１０】以上の実施の形態では収容孔３の中央部３
ａ、外周部３ｂに挿通する永久磁石５ａ、５ｂの厚さ
（収容孔３の中央部３ａ、３ｂの幅）をほぼ等しい厚さ
Ｔに設定したが、永久磁石５ａ、５ｂの厚さを異ならせ
ることもできる。収容孔３に挿通する永久磁石の厚さを
異ならせた第２の実施の形態を図４に示す。本実施の形
態では、収容孔１３は、軸方向に垂直な断面が、凸部側
が中心側を向き、凹部側が外周部側を向いた凸型の台形
状に形成されている。図４に示す第２の実施の形態で
は、収容孔１３に挿通する永久磁石１５ａ、１５ｂの厚
さを異ならせている。なお、通常、収容孔１３の大きさ
は収容孔１３に挿通される永久磁石の大きさによって決
定されるため、永久磁石１５ａ、１５ｂを挿通する収容
孔１３の中央部１３ａ、外周部１３ｂの幅も、永久磁石
１５ａ、１５ｂの厚さに対応した幅に設定される。本実
施の形態では、収容孔１３の中央部１３ａに挿通する永
久磁石１５ａの厚さをＴａ、外周部１３ｂに挿通する永
久磁石１５ｂの厚さをＴｂとしたとき、Ｔａ＞Ｔｂとな
るように設定している。ここで、Ｔａ＝Ｔｂの状態か
ら、ＴｂをそのままでＴａを大きくしていくと、回転子
コア１１の外周面に出てくる磁束が大きくなり、主磁束
トルクが増加する。

【００１１】また、以上の実施の形態では各収容孔に３
個の永久磁石を挿通したが、各収容孔に挿通する永久磁
石の数は３個に限定されない。各収容孔に、３個以外の
個数の永久磁石を挿通した第３の実施の形態を図５に示
す。本実施の形態では、収容孔２３は、軸方向に垂直な
断面が、凸部側が中心側を向き、凹部側が外周部側を向
いた凸型の台形状に形成されている。また、各永久磁石
の厚さはほぼ等しい厚さに設定されている。本実施の形
態では、収容孔２３の中央部２３ａに３個の永久磁石２
５ａ１〜２５ａ３を挿通し、外周部に１個の永久磁石２
５ｂを挿通している。この場合、永久磁石２５ａ１と２
５ａ２の間や永久磁石２５ａ２と２５ａ３の間の空隙が
小さくなるように、永久磁石２５ａ１〜２５ａ３を交互
に向きを変えて配置している。なお、収容孔２３の外周
部２３ｂに複数個の永久磁石を挿通することもできる。
また、収容孔２３の中央部２３ａや外周部２３ｂに挿通
する永久磁石の数は３個に限定されず種々変更可能であ
る。その場合、収容孔内の空隙ができるだけ小さくなる
数を選択するのが好ましい。また、収容孔２３に断面が
台形状の永久磁石を１個だけ挿通することもできる。例
えば、収容孔２３の中央部２３ａにのみ、断面が台形状
の永久磁石を１個だけ挿通する。この場合には、収容孔
２３の外周部に空隙が発生するが、収容孔２３に図１０
に示すような断面が長方形状の永久磁石を挿通した時に
発生する空隙よりは小さい。

【００１２】また、以上の実施の形態では、各極に収容
孔を１個設けて単層構造としたが、各極に収容孔を所定
間隔を開けて複数個設けて多層構造とすることもでき
る。多層構造に形成した第４の実施の形態を図６に示
す。本実施の形態では、収容孔３３、３４は、軸方向に
垂直な断面が、凸部側が中心側を向き、凹部側が外周側
を向いた凸型の台形状に形成されている。また、各永久
磁石の厚さはほぼ等しい厚さに設定されている。本実施
の形態では、各極毎に、所定間隔を開けて２つの収容孔
３３、３４を設けている。そして、各収容孔３３、３４
には断面が台形状の永久磁石３５、３６が挿通されてい
る。すなわち、外周側の収容孔３３の中央部３３ａ、外
周部３３ｂには永久磁石３５ａ、３５ｂが挿通され、内
周側の収容孔３４の中央部３４ａ、外周部３４ｂには永
久磁石３６ａ、３６ｂが挿通されている。なお、図６で
は、ピン孔を省略している。内周側の収容孔３３に挿通
されている永久磁石３５ａ、３５ｂ及び外周側の収容孔
３４に挿通されている永久磁石３６ａ、３６ｂの外周側
（あるいは内周側）の極性は同一となるように構成され
ている。なお、各極の層数は２層に限定されず、種々の
層数が可能である。

【００１３】以上の実施の形態では、各収容孔に複数の
永久磁石を挿通する場合、複数の永久磁石は同じ特性の
永久磁石を用いたが、各収容孔に異なる特性の永久磁石
を挿通することもできる。各収容孔に異なる特性の永久
磁石を挿通した第５の実施の形態を説明する。ここで、
図２に示すように、ほぼ同じ厚さＴを有し、断面が台形
状の収容孔３の中央部３ａ、外周部３ｂに断面が台形状
の永久磁石５ａ、５ｂを挿通する場合について考える。
収容孔３の外周部３ｂに挿通された永久磁石５ｂは、回
転子コア１の外周近くに配置されるため、固定子側の固
定子巻線に流れる電流による磁束の影響を受け易く、減
磁し易い。一方、収容孔３の中央部３ａに挿通された永
久磁石５ａは、回転子コア１の内部に配置されるため、
固定子巻線に流れる電流による磁束の影響を受け難く、
減磁し難い。したがって、収容孔３の外周部３ｂに挿通
する永久磁石５ｂとしては、残留磁束密度は低いが、保
持力が高い材質の磁石を用いる。また、収容孔３の中央
部３ａに挿通する永久磁石５ａとしては、残留磁束密度
が高く、保持力の低い材質の磁石を用いる。これによ
り、主磁束を高めることができるとともに、減磁耐力も
高めることができ、モータ性能を向上させることができ
る。

【００１４】本発明の永久磁石埋め込み回転子を用いた
永久磁石電動機と従来の永久磁石埋め込み回転子を用い
た永久磁石電動機のトルク特性を図７に示す。図７は、
図４に示した、断面が台形状の収容孔に３個の永久磁石
を挿通した永久磁石埋め込み回転子を用いた場合（Ａ）
と、同じ収容孔に図１０に示した断面が長方形状の永久
磁石を挿通した永久磁石埋め込み回転子を用いた場合
（Ｂ）について、永久磁石電動機の回転子の回転角度−
トルク特性を求めたものである。なお、図７は、３相の
電機子コイルのうち２相の電機子コイルに通電した状態
で回転子を機械角で６０度（電気角で１２０度）回転さ
せた場合の、回転子の各回転角度における磁界解析によ
ってトルクを求めたものである。図７からよく理解でき
るように、回転子の回転角度におけるトルクは、本発明
の永久磁石埋め込み回転子を用いた永久磁石電動機の方
が従来の永久磁石埋め込み回転子を用いた永久磁石電動
機よりも大きい。

【００１５】以上の実施の形態では、断面が、凸部側が
中心側を向き、凹部側が外周側を向いた凸型の台形状の
収容孔を設けたが、収容孔は、これに限定されず、凸部
側が中心側を向き、凹部側が外周側を向いた凸型の角形
状であってもよい。また、凸部側が中心側を向き、凹部
側が外周側を向いた凸型の弧形状、凸部側が中心側を向
いた凸型の台形状、角形状であってもよい。このような
断面形状の収容孔であっても、永久磁石の台形状の形や
大きさを適宜設定することにより、収容孔内の空隙を小
さくすることができる。その場合、収容孔内の中央部及
び外周部の位置は適宜設定される。また、断面が台形状
の永久磁石を用いたが、断面が三角形状の永久磁石等、
収容孔内の空隙を小さくすることができればその断面は
種々の形状のものを用いることができる。また、各収容
孔に埋め込む永久磁石として２種類の厚さの永久磁石を
用い、各収容孔の中央部に厚さの大きい永久磁石を、外
周部に厚さの小さい永久磁石を埋め込んだが、各収容孔
に埋め込む永久磁石の厚さの種類数や厚さの異なる永久
磁石の収容孔内での配置方法等は所望とするモータ性能
に応じて適宜変更可能である。例えば、収容孔の回転子
の回転方向側から反回転方向側に向けて順次厚さの大き
い永久磁石を埋め込むこともできる。収容孔の断面形状
は、収容孔に埋め込む永久磁石の断面形状に応じて適宜
変更される。また、各収容孔に挿通する永久磁石として
２種類の特性の永久磁石を用いたが、各収容孔に埋め込
む永久磁石の特性の種類数や特性の異なる永久磁石の収
容孔内での配置方法等は所望とするモータ性能に応じて
適宜変更可能である。また、永久磁石の配向等を調整し
て永久磁石による界磁磁束分布の中心軸の電機子起磁力
の中心に対する位置を調整し、主磁束トルクとリラクタ
ンストルクの合成トルクを大きくすることもできる。ま
た、台形状という記載は、厳密に台形である必要はな
く、ほぼ台形状であればよい。また、各収容孔に挿通す
る永久磁石の厚さを異ならせる方法、各収容孔に挿通す
る永久磁石の特性を異ならせる方法、多層化する方法、
各収容孔に複数個の永久磁石を挿通する方法を用いた実
施の形態について個別に説明したが、これらの方法を適
宜組み合わせて用いることもできる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１〜７に記
載の永久磁石埋め込み回転子を用いれば、収容孔に永久
磁石を埋め込んだ時の収容孔内の空隙を小さくすること
ができ、モータ性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の分解斜視図である。

【図２】第１の実施の形態の断面図である。

【図３】第１の実施の形態で用いる永久磁石の断面図で
ある。

【図４】第２の実施の形態の断面図である。

【図５】第３の実施の形態の断面図である。

【図６】第４の実施の形態の断面図である。

【図７】本発明の永久磁石埋め込み回転子を用いた永久
磁石電動機及び従来の永久磁石埋め込み回転子を用いた
永久磁石電動機の回転角度−トルク特性図である。

【図８】従来の永久磁石埋め込み回転子の断面図であ
る。

【図９】従来の永久磁石埋め込み回転子で用いている永
久磁石の断面図である。

【図１０】他の従来の永久磁石埋め込み回転子の断面図
である。

【符号の説明】

１、１１、２１、３１、５１、６１回転子コア３、１３、２３、３３、３４、５３、６３収容孔４、１４、２４、５４、６４ピン孔５、１５、２５、３５、３６、５５、６５永久磁石

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者佐藤光彦愛知県名古屋市瑞穂区新開町11−９シティコーポ新開405 (72)発明者金子清一三重県桑名郡木曽岬町栄68−４ (72)発明者鈴木光広愛知県名古屋市緑区鳴海町字山ノ神72 Ｆターム(参考） 5H622 AA03 CA02 CA13 CB03 CB04 CB05 PP03 PP14 PP16

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子コアと、前記回転子コアに設けら
れた収容孔に埋め込まれた永久磁石とを備える永久磁石
埋め込み回転子であって、前記収容孔は断面形状が、凸
部側が中心側を向いた凸型の角形状に形成され、前記永
久磁石は断面形状が台形状に形成されている永久磁石埋
め込み回転子。
【請求項２】請求項１に記載の永久磁石埋め込み回転
子であって、前記凸型の角形状が台形状である永久磁石
埋め込み回転子。
【請求項３】請求項１または２に記載の永久磁石埋め
込み回転子であって、前記収容孔には複数の永久磁石が
埋め込まれている永久磁石埋め込み回転子。
【請求項４】請求項３に記載の永久磁石埋め込み回転
子であって、前記収容孔に厚さの異なる永久磁石が埋め
込まれている永久磁石埋め込み回転子。
【請求項５】請求項３に記載の永久磁石埋め込み回転
子であって、前記収容孔に特性の異なる永久磁石が埋め
込まれている永久磁石回転子。
【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の永久磁
石埋め込み回転子であって、前記収容孔が所定間隔で複
数設けられて多層構造に形成されている永久磁石埋め込
み回転子。
【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載の永久磁
石埋め込み回転子であって、前記回転子コアには磁束変
化が少ない位置にピン孔が設けられている永久磁石埋め
込み回転子。