JP2003264947A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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- JP2003264947A JP2003264947A JP2002064004A JP2002064004A JP2003264947A JP 2003264947 A JP2003264947 A JP 2003264947A JP 2002064004 A JP2002064004 A JP 2002064004A JP 2002064004 A JP2002064004 A JP 2002064004A JP 2003264947 A JP2003264947 A JP 2003264947A
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- permanent magnet
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- Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)
- Windings For Motors And Generators (AREA)
- Permanent Magnet Type Synchronous Machine (AREA)
- Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 回転に伴う磁束の変化率を小さくして振動，
騒音を低減するとともに、ステータ巻線の溝占積率の向
上，低コスト化を図る。 【解決手段】 電機子を固定子１０とし、界磁を回転子
３とした永久磁石電動機において、固定子１０の鉄心は
円筒形のヨーク部１１の鉄心と同ヨーク部１１の内側に
設けられる歯部１２の鉄心とに分割して形成される。歯
部１２は所定数の歯１２ａを円周方向に等間隔に有して
各歯１２ａの回転子側端部の両端部１２ｂ，１２ｃをそ
れぞれ円周方向に延ばすとともに、隣接する歯１２ａで
その延びた端部１２ｂ，１２ｃを連結部１２ｄで連結し
て一体としている。ヨーク部１１の内周には各歯１２ａ
に対向して凹溝１１ａが形成されており、ボビン１４に
巻線１３を施して一体とした歯部１２の各歯１２ａに納
めた後、この各歯１２ａのヨーク側を回転軸方向からヨ
ーク部１１の溝１１ａに圧入してなる。
騒音を低減するとともに、ステータ巻線の溝占積率の向
上，低コスト化を図る。 【解決手段】 電機子を固定子１０とし、界磁を回転子
３とした永久磁石電動機において、固定子１０の鉄心は
円筒形のヨーク部１１の鉄心と同ヨーク部１１の内側に
設けられる歯部１２の鉄心とに分割して形成される。歯
部１２は所定数の歯１２ａを円周方向に等間隔に有して
各歯１２ａの回転子側端部の両端部１２ｂ，１２ｃをそ
れぞれ円周方向に延ばすとともに、隣接する歯１２ａで
その延びた端部１２ｂ，１２ｃを連結部１２ｄで連結し
て一体としている。ヨーク部１１の内周には各歯１２ａ
に対向して凹溝１１ａが形成されており、ボビン１４に
巻線１３を施して一体とした歯部１２の各歯１２ａに納
めた後、この各歯１２ａのヨーク側を回転軸方向からヨ
ーク部１１の溝１１ａに圧入してなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、空気調和機などの
家電機器に用いられるインナーロータ型の永久磁石電動
機（例えば、ブラシレスＤＣモータ）に関し、さらに詳
しく言えば、トルク変動を小さくするように固定子に工
夫を施した永久磁石電動機に関するものである。
家電機器に用いられるインナーロータ型の永久磁石電動
機（例えば、ブラシレスＤＣモータ）に関し、さらに詳
しく言えば、トルク変動を小さくするように固定子に工
夫を施した永久磁石電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】永久磁石電動機は、固定子（電機子）の
内側にＩＰＭ型の回転子（界磁）を配置してなり、その
一例として三相４極モータの構成を図１３に示す。
内側にＩＰＭ型の回転子（界磁）を配置してなり、その
一例として三相４極モータの構成を図１３に示す。
【０００３】永久磁石電動機の固定子１は、所定の厚さ
の円筒形であり、その内周には中心方向に延びた歯１ａ
が３ｎ個（ｎ；正の整数、この例ではｎ＝２）分だけ円
周方向に等間隔に形成され、その各歯１ａには集中巻２
が施されている。なお、各歯１ａの回転子３側には円周
方向に延びた端部が設けられている。
の円筒形であり、その内周には中心方向に延びた歯１ａ
が３ｎ個（ｎ；正の整数、この例ではｎ＝２）分だけ円
周方向に等間隔に形成され、その各歯１ａには集中巻２
が施されている。なお、各歯１ａの回転子３側には円周
方向に延びた端部が設けられている。
【０００４】この例において、固定子１の内側に配置さ
れる回転子３は、一対の第１永久磁石（例えばフェライ
ト磁石）４ａ，４ｂおよび第２永久磁石（例えば希土類
磁石）５を円周方向に等間隔に埋め込んで４ｎ極として
なる。
れる回転子３は、一対の第１永久磁石（例えばフェライ
ト磁石）４ａ，４ｂおよび第２永久磁石（例えば希土類
磁石）５を円周方向に等間隔に埋め込んで４ｎ極として
なる。
【０００５】第１永久磁石４ａ，４ｂは、断面長方形と
して外周から回転軸６側に向けてその４極分が埋め込ま
れ、第２永久磁石５は断面長方形として第１永久磁石４
ａ，４ｂと間で回転軸３側の端部間に埋め込まれてい
る。
して外周から回転軸６側に向けてその４極分が埋め込ま
れ、第２永久磁石５は断面長方形として第１永久磁石４
ａ，４ｂと間で回転軸３側の端部間に埋め込まれてい
る。
【０００６】すなわち、第１永久磁石４ａ，４ｂはｑ軸
に平行に埋め込まれ、第２永久磁石５は断面長方形の長
辺をｄ軸に直角になるように埋め込まれている。なお、
第１永久磁石４ａ，４ｂと第２永久磁石５の間には、磁
束の漏洩，短絡を防止するためにフラックスバリア７
ａ，７ｂがそれぞれ設けられている。
に平行に埋め込まれ、第２永久磁石５は断面長方形の長
辺をｄ軸に直角になるように埋め込まれている。なお、
第１永久磁石４ａ，４ｂと第２永久磁石５の間には、磁
束の漏洩，短絡を防止するためにフラックスバリア７
ａ，７ｂがそれぞれ設けられている。
【０００７】第１永久磁石４ａ，４ｂは断面長方形の長
辺側を極とし、かつ、それらの内側を同一極として配置
され、第２永久磁石５は回転軸６に対して反対側の長辺
を極とし、回転子３の磁極を形成している。また、第１
永久磁石４ａ，４ｂおよび第２永久磁石５の各極は、隣
接する他の第１永久磁石４ａ，４ｂおよび第２永久磁石
５と異極にしてなり、回転子３に４極の磁極を形成して
いる。
辺側を極とし、かつ、それらの内側を同一極として配置
され、第２永久磁石５は回転軸６に対して反対側の長辺
を極とし、回転子３の磁極を形成している。また、第１
永久磁石４ａ，４ｂおよび第２永久磁石５の各極は、隣
接する他の第１永久磁石４ａ，４ｂおよび第２永久磁石
５と異極にしてなり、回転子３に４極の磁極を形成して
いる。
【０００８】この構成の永久磁石電動機によれば、固定
子１の内径寸法は同一で均一なエアギャップを有してお
り、回転子３のｄ軸にはリラクタンストルクを発生させ
るための電磁鋼板からなる磁極を有することになる。
子１の内径寸法は同一で均一なエアギャップを有してお
り、回転子３のｄ軸にはリラクタンストルクを発生させ
るための電磁鋼板からなる磁極を有することになる。
【０００９】また、固定子１の回転磁界と回転子３の永
久磁石４ａ，４ｂ，５の磁界との相互作用により、回転
力となるマグネットトルクが発生する。しかも、第１永
久磁石４ａ，４ｂと第２永久磁石５との内側領域（電磁
鋼板）に固定子１からの磁束のうち一方のｑ軸から他方
のｑ軸への磁束の路（磁路）が確保され、一方のｄ軸か
ら他方のｄ軸への磁束の路が特に永久磁石５で阻害され
るため、ｄ軸，ｑ軸インダクタンス差が大きく、リラク
タンストルクが発生する。したがって、マグネットトル
クとリラクタンストルクとを併せたトータルトルクが大
きくなり、効率の高いモータを実現することが可能であ
る。
久磁石４ａ，４ｂ，５の磁界との相互作用により、回転
力となるマグネットトルクが発生する。しかも、第１永
久磁石４ａ，４ｂと第２永久磁石５との内側領域（電磁
鋼板）に固定子１からの磁束のうち一方のｑ軸から他方
のｑ軸への磁束の路（磁路）が確保され、一方のｄ軸か
ら他方のｄ軸への磁束の路が特に永久磁石５で阻害され
るため、ｄ軸，ｑ軸インダクタンス差が大きく、リラク
タンストルクが発生する。したがって、マグネットトル
クとリラクタンストルクとを併せたトータルトルクが大
きくなり、効率の高いモータを実現することが可能であ
る。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の永久磁石電動機においては、固定子１の鉄心（コ
ア）には開溝が形成され、つまりコアの内周に歯１ａが
形成され、内巻式巻線方式により巻線２がその溝を介し
て歯１ａに施されるため、回転角に対するトルク変動が
大きなものとなり、振動、騒音が大きくなり、また、溝
内をニードルが往復するスペースが必要であり、どして
も巻線の溝占積率が小さくなり、その分、巻線抵抗が増
えて効率を低下させるという問題があった。
来の永久磁石電動機においては、固定子１の鉄心（コ
ア）には開溝が形成され、つまりコアの内周に歯１ａが
形成され、内巻式巻線方式により巻線２がその溝を介し
て歯１ａに施されるため、回転角に対するトルク変動が
大きなものとなり、振動、騒音が大きくなり、また、溝
内をニードルが往復するスペースが必要であり、どして
も巻線の溝占積率が小さくなり、その分、巻線抵抗が増
えて効率を低下させるという問題があった。
【００１１】例えば、回転子３が反時計方向に所定角だ
け回転した場合には、図１４に示すようにトルクが発生
する。なお、回転子３と固定子１の歯１ａとの位置関係
は、図１３に示す位置にあるときを基準の０度とする。
け回転した場合には、図１４に示すようにトルクが発生
する。なお、回転子３と固定子１の歯１ａとの位置関係
は、図１３に示す位置にあるときを基準の０度とする。
【００１２】回転子３の極端部ａが固定子１の歯１ａの
端部ｂに接近したときに、トルクがピークＡとなり、回
転子３の極端部ｃが歯１ａの端部ｄに接近したときに、
トルクがピークＢとなる。
端部ｂに接近したときに、トルクがピークＡとなり、回
転子３の極端部ｃが歯１ａの端部ｄに接近したときに、
トルクがピークＢとなる。
【００１３】永久磁石電動機がブラシレスＤＣモータで
ある場合には、電気角６０度ごとに電機子巻線の通電パ
ターンを切り替えることから、トルクをできるだけ大き
く保つためにはピークＡ，Ｂの間を利用することが好ま
しい。
ある場合には、電気角６０度ごとに電機子巻線の通電パ
ターンを切り替えることから、トルクをできるだけ大き
く保つためにはピークＡ，Ｂの間を利用することが好ま
しい。
【００１４】しかしながら、ピークトルクＡ，Ｂが大き
いほど、トルクリップルが大きくなる。すなわち、その
ピーク付近において、回転に伴う磁束の変化率が最も大
きくなるため、これによりトルク変動が大きく、したが
って振動、騒音が大きくなってしまう。
いほど、トルクリップルが大きくなる。すなわち、その
ピーク付近において、回転に伴う磁束の変化率が最も大
きくなるため、これによりトルク変動が大きく、したが
って振動、騒音が大きくなってしまう。
【００１５】本発明は、上記した課題を解決するために
なされたものであり、その目的は、回転に伴う磁束の変
化率を小さくして振動、騒音の低減を図り、また、固定
子巻線の溝占積率の向上、低コスト化を図ることができ
るようにした永久磁石電動機を提供することにある。
なされたものであり、その目的は、回転に伴う磁束の変
化率を小さくして振動、騒音の低減を図り、また、固定
子巻線の溝占積率の向上、低コスト化を図ることができ
るようにした永久磁石電動機を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電機子を固定子とし、界磁を回転子とし
て、上記回転子を上記固定子の内側に配置してなる永久
磁石電動機において、上記固定子の鉄心は、それぞれ分
割して形成された円筒形のヨーク部の鉄心と歯部の鉄心
とを含み、上記歯部には２ｎ個（ｎ；２以上の正の整
数）分の歯が円周方向に等間隔に設けられ、上記各歯の
回転子側が円周方向に延びた端部により互いに連結され
ているとともに、上記各歯には巻線が施され、上記歯部
が上記ヨーク部の内側にその軸線方向から圧入されてい
ることを特徴としている。
に、本発明は、電機子を固定子とし、界磁を回転子とし
て、上記回転子を上記固定子の内側に配置してなる永久
磁石電動機において、上記固定子の鉄心は、それぞれ分
割して形成された円筒形のヨーク部の鉄心と歯部の鉄心
とを含み、上記歯部には２ｎ個（ｎ；２以上の正の整
数）分の歯が円周方向に等間隔に設けられ、上記各歯の
回転子側が円周方向に延びた端部により互いに連結され
ているとともに、上記各歯には巻線が施され、上記歯部
が上記ヨーク部の内側にその軸線方向から圧入されてい
ることを特徴としている。
【００１７】この場合、上記ヨーク部の内側に、各歯の
ヨーク側端部と嵌合する凹溝を形成し、その各凹溝に歯
のヨーク側端部を圧入することにより、ずれなどを生じ
させることなく、ヨーク部と歯部とを確実に接合するこ
とができる。
ヨーク側端部と嵌合する凹溝を形成し、その各凹溝に歯
のヨーク側端部を圧入することにより、ずれなどを生じ
させることなく、ヨーク部と歯部とを確実に接合するこ
とができる。
【００１８】上記ヨーク部と歯部との接合部に、木工作
業でよく使われるあり溝とありとの組み合わせよりなる
あり継手もしくは先端を広くした凸部と凹溝との組み合
わせよりなるかま継手を適用するとが好ましい。
業でよく使われるあり溝とありとの組み合わせよりなる
あり継手もしくは先端を広くした凸部と凹溝との組み合
わせよりなるかま継手を適用するとが好ましい。
【００１９】上記歯部の各歯の回転子側端部の延びた部
分を連結する連結部の厚さ（半径方向の厚さ）ｋは、そ
の延びた部分の厚さｔよりも薄くすることが好ましい。
また、上記歯部の各歯の回転子側の端部は円周方向に延
ばすとともに、その厚さ（半径方向の厚さ）を徐々に薄
くし、かつ、その隣接する歯との中間点を最も薄くして
もよい。これによれば、連結部あるいは隣接する歯の中
間点の厚さが他の部分より薄いことから、磁束が歯側へ
多く流れ、またそのカ所における磁束が飽和状態に近く
なるが、平均トルクを低下させるような漏れ磁束が発生
することもない。
分を連結する連結部の厚さ（半径方向の厚さ）ｋは、そ
の延びた部分の厚さｔよりも薄くすることが好ましい。
また、上記歯部の各歯の回転子側の端部は円周方向に延
ばすとともに、その厚さ（半径方向の厚さ）を徐々に薄
くし、かつ、その隣接する歯との中間点を最も薄くして
もよい。これによれば、連結部あるいは隣接する歯の中
間点の厚さが他の部分より薄いことから、磁束が歯側へ
多く流れ、またそのカ所における磁束が飽和状態に近く
なるが、平均トルクを低下させるような漏れ磁束が発生
することもない。
【００２０】上記歯部の巻線は、各歯に電気絶縁を施し
て集中巻巻線を直に巻きむ込んでもよいし、あるいは各
歯にそのヨーク部端部から装着可能な電気絶縁材のボビ
ン（巻枠）に集中巻巻線を施したものを採用してもよ
い。いずれにしても、歯部にはヨーク部と分離した状態
で巻線が施され、ヨーク部にはその巻線を施した歯部が
接合されることから、ステータ巻線の溝占積率が大きく
とれ、低コスト化が図れる。
て集中巻巻線を直に巻きむ込んでもよいし、あるいは各
歯にそのヨーク部端部から装着可能な電気絶縁材のボビ
ン（巻枠）に集中巻巻線を施したものを採用してもよ
い。いずれにしても、歯部にはヨーク部と分離した状態
で巻線が施され、ヨーク部にはその巻線を施した歯部が
接合されることから、ステータ巻線の溝占積率が大きく
とれ、低コスト化が図れる。
【００２１】本発明の好ましい態様によると、上記界磁
は、断面長方形の永久磁石を所定極数分だけ上記回転子
の円周方向に等間隔に埋め込み、この永久磁石の断面長
方形の長辺をｄ軸に直角とするとともに、回転軸側に配
置することで回転子に磁極を形成してなり、それら永久
磁石の断面長方形の両端部（短辺側端部）には上記回転
子の外周側方向に延び、かつ、ｑ軸に平行なフラックス
バリアが形成されている。これらフラックスバリアによ
り、永久磁石の磁束短絡、漏洩が防止される。また、永
久磁石の材質としてはその形状、位置から希土類磁石を
用いれば、マグネットトルクがある程度大きく、しかも
その使用量がそれほど多くなくて済む。
は、断面長方形の永久磁石を所定極数分だけ上記回転子
の円周方向に等間隔に埋め込み、この永久磁石の断面長
方形の長辺をｄ軸に直角とするとともに、回転軸側に配
置することで回転子に磁極を形成してなり、それら永久
磁石の断面長方形の両端部（短辺側端部）には上記回転
子の外周側方向に延び、かつ、ｑ軸に平行なフラックス
バリアが形成されている。これらフラックスバリアによ
り、永久磁石の磁束短絡、漏洩が防止される。また、永
久磁石の材質としてはその形状、位置から希土類磁石を
用いれば、マグネットトルクがある程度大きく、しかも
その使用量がそれほど多くなくて済む。
【００２２】また、別の態様によると、上記界磁は、断
面長方形の永久磁石を所定極数分だけ上記回転子の円周
方向に等間隔に埋め込み、この永久磁石の断面長方形の
長辺をｄ軸に直角とするとともに、上記回転子の外周側
に配置することで同回転子に磁極を形成してなり、それ
ら永久磁石の断面長方形の両端部（短辺側端部）には上
記回転子の外周のｑ軸付近が切り欠かれてフラックスバ
リアが形成されている。これによっても、永久磁石の磁
束短絡、漏洩が防止される。また、永久磁石の材質とし
てはその形状、位置から安価なフェライト磁石を用いて
も、マグネットトルクがある程度の大きく、効率の向上
が図れる。
面長方形の永久磁石を所定極数分だけ上記回転子の円周
方向に等間隔に埋め込み、この永久磁石の断面長方形の
長辺をｄ軸に直角とするとともに、上記回転子の外周側
に配置することで同回転子に磁極を形成してなり、それ
ら永久磁石の断面長方形の両端部（短辺側端部）には上
記回転子の外周のｑ軸付近が切り欠かれてフラックスバ
リアが形成されている。これによっても、永久磁石の磁
束短絡、漏洩が防止される。また、永久磁石の材質とし
てはその形状、位置から安価なフェライト磁石を用いて
も、マグネットトルクがある程度の大きく、効率の向上
が図れる。
【００２３】さらに別の態様によると、上記界磁は、１
層あるいは多層構造とした断面円弧形状の永久磁石を当
該極数分だけｄ軸中心に埋め込み、その断面円弧形状の
頂点を回転軸に向けるとともに、断面円弧形状の両端部
をｑ軸に向けて配置することで回転子に磁極を形成して
なる。これにより、リラクタンストルクが大きく、マグ
ネットトルクと併せたトータルトルクが大きくなり、効
率の向上が図れる。
層あるいは多層構造とした断面円弧形状の永久磁石を当
該極数分だけｄ軸中心に埋め込み、その断面円弧形状の
頂点を回転軸に向けるとともに、断面円弧形状の両端部
をｑ軸に向けて配置することで回転子に磁極を形成して
なる。これにより、リラクタンストルクが大きく、マグ
ネットトルクと併せたトータルトルクが大きくなり、効
率の向上が図れる。
【００２４】上記ヨーク部、歯部および回転子の鉄心は
電磁鋼板あるいは冷延鋼板の同一素材を打ち抜き、それ
ぞれを自動積層してかしめて得るとよい。また、上記ヨ
ーク部および歯部の鉄心を打ち抜いて同歯部に巻線を施
した後、その同ヨーク部と歯部とを接合する場合には、
先に打ち抜いた鉄心を後から打ち抜いた鉄心に抜き型上
の位置を合わせて打ち抜きのときと同じ方向から圧入し
て固定子を得ることが好ましい。
電磁鋼板あるいは冷延鋼板の同一素材を打ち抜き、それ
ぞれを自動積層してかしめて得るとよい。また、上記ヨ
ーク部および歯部の鉄心を打ち抜いて同歯部に巻線を施
した後、その同ヨーク部と歯部とを接合する場合には、
先に打ち抜いた鉄心を後から打ち抜いた鉄心に抜き型上
の位置を合わせて打ち抜きのときと同じ方向から圧入し
て固定子を得ることが好ましい。
【００２５】また、上記ヨーク部に歯部を圧入する際に
は、そのヨーク部を加熱してから歯部を圧入して固定子
を得るとよい。これらの技術を採用することにより、既
に存在している自動積層方式が利用でき、また歯部を高
精度でヨーク部に圧入して接合することができる。
は、そのヨーク部を加熱してから歯部を圧入して固定子
を得るとよい。これらの技術を採用することにより、既
に存在している自動積層方式が利用でき、また歯部を高
精度でヨーク部に圧入して接合することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図１な
いし図１２を参照して詳しく説明する。なお図１中、先
の図１３で説明した従来例と同一もしくは同一と見なさ
れてよい構成要素には同一符号を付している。
いし図１２を参照して詳しく説明する。なお図１中、先
の図１３で説明した従来例と同一もしくは同一と見なさ
れてよい構成要素には同一符号を付している。
【００２７】本発明の永久磁石電動機は、電機子を固定
子とし界磁を回転子としたインナーロータ型であり、固
定子のヨーク部と複数の歯を有する歯部はあらかじめ分
割して形成され、歯部に関しては隣接する歯の回転子側
端部間を連結して一体としている。その各歯に集中巻巻
線を施した状態で歯部をヨーク部に接合してなり、歯部
の端部とロータの磁極との出会いがしらにおけるピーク
トルク値を下げて回転に伴うトルク変化率を小さくし、
また、巻線占積率を上げるようにしている。
子とし界磁を回転子としたインナーロータ型であり、固
定子のヨーク部と複数の歯を有する歯部はあらかじめ分
割して形成され、歯部に関しては隣接する歯の回転子側
端部間を連結して一体としている。その各歯に集中巻巻
線を施した状態で歯部をヨーク部に接合してなり、歯部
の端部とロータの磁極との出会いがしらにおけるピーク
トルク値を下げて回転に伴うトルク変化率を小さくし、
また、巻線占積率を上げるようにしている。
【００２８】そのため、図１および図２に示すように、
本発明の永久磁石電動機に含まれる固定子１０は、所定
肉厚の円筒形のヨーク部１１と、ヨーク部１１の内周側
に接合される歯部１２と、歯部１２に施された巻線１３
とを備えている。
本発明の永久磁石電動機に含まれる固定子１０は、所定
肉厚の円筒形のヨーク部１１と、ヨーク部１１の内周側
に接合される歯部１２と、歯部１２に施された巻線１３
とを備えている。
【００２９】歯部１２は、先の図１３で説明した固定子
１と同様に、３ｎ個（ｎ；２以上の正の整数、この例で
はｎ＝２）の歯１２ａを有し、各歯１２ａの回転子３側
の円周方向の端部１２ｂ，１２ｃを、隣接する歯１２ａ
の端部１２ｂ，１２ｃと連結部（ブリッジ）１２ｄで連
結して一体にしている。なお、回転子３は、２ｎ個磁極
を構成する永久磁石を有し、図１３の従来例の構造でよ
いことから、その説明を省略する。
１と同様に、３ｎ個（ｎ；２以上の正の整数、この例で
はｎ＝２）の歯１２ａを有し、各歯１２ａの回転子３側
の円周方向の端部１２ｂ，１２ｃを、隣接する歯１２ａ
の端部１２ｂ，１２ｃと連結部（ブリッジ）１２ｄで連
結して一体にしている。なお、回転子３は、２ｎ個磁極
を構成する永久磁石を有し、図１３の従来例の構造でよ
いことから、その説明を省略する。
【００３０】固定子１０を具体的に説明すると、図２か
ら明かなように、ヨーク部１１の内周側には、歯１２ａ
の外周側に嵌合する凹溝１１ａが、各歯１２ａと対向す
るように形成されている。
ら明かなように、ヨーク部１１の内周側には、歯１２ａ
の外周側に嵌合する凹溝１１ａが、各歯１２ａと対向す
るように形成されている。
【００３１】この実施形態において、歯部１２は６個の
歯１２ａを備えているが、各歯１２ａの回転子３側で円
周方向の両側に延ばされた各端部１２ｂ，１２ｃ間が連
結部１２ｄ介して一体的に連結されている。また、歯１
２ａは断面長方形であり、各歯１２ａには集中巻の巻線
１３が施されている。
歯１２ａを備えているが、各歯１２ａの回転子３側で円
周方向の両側に延ばされた各端部１２ｂ，１２ｃ間が連
結部１２ｄ介して一体的に連結されている。また、歯１
２ａは断面長方形であり、各歯１２ａには集中巻の巻線
１３が施されている。
【００３２】各歯１２ａを固定子１０の軸線方向に沿っ
てヨーク部１１の凹溝１１ａに圧入させるとにより、歯
部１２がヨーク部１１に接合される。なお、歯１２ａの
半径方向の長さは、エアギャップを考慮して凹溝１１ａ
の深さ分だけ長くすることが好ましい。
てヨーク部１１の凹溝１１ａに圧入させるとにより、歯
部１２がヨーク部１１に接合される。なお、歯１２ａの
半径方向の長さは、エアギャップを考慮して凹溝１１ａ
の深さ分だけ長くすることが好ましい。
【００３３】各歯１２ａの両側の端部１２ｂ，１２ｃは
先端ほど薄くしてなり、連結部１２ｄは、その先端の厚
さ（半径方向の厚さ）をｔ（例えば１．５ｍｍ〜２ｍ
ｍ）とした場合、その半径方向の厚さｋをその厚さｔよ
りも薄くしてなる。
先端ほど薄くしてなり、連結部１２ｄは、その先端の厚
さ（半径方向の厚さ）をｔ（例えば１．５ｍｍ〜２ｍ
ｍ）とした場合、その半径方向の厚さｋをその厚さｔよ
りも薄くしてなる。
【００３４】各歯１２ａには巻線１３を施すが、例えば
電気絶縁材のボビン（巻枠）１４に巻線（マグネットワ
イヤ）１３を集中巻きして、このボビン１４を歯１２ａ
に納める。なお、各歯１２ａに絶縁膜を施し、その絶縁
膜の上に巻線を直に施すようにしてもよい。
電気絶縁材のボビン（巻枠）１４に巻線（マグネットワ
イヤ）１３を集中巻きして、このボビン１４を歯１２ａ
に納める。なお、各歯１２ａに絶縁膜を施し、その絶縁
膜の上に巻線を直に施すようにしてもよい。
【００３５】この永久磁石電動機において、固定子１０
は、巻線１３を施したボビン１４を歯１２ａに納め、こ
れら巻線１３を有する歯部１２を回転軸６の軸方向から
ヨーク部１１の溝１１ａに圧入し、ヨーク部１１と歯部
１２を接合することにより得られる（図３参照）。
は、巻線１３を施したボビン１４を歯１２ａに納め、こ
れら巻線１３を有する歯部１２を回転軸６の軸方向から
ヨーク部１１の溝１１ａに圧入し、ヨーク部１１と歯部
１２を接合することにより得られる（図３参照）。
【００３６】そして、巻線１３に通電を行い、例えば三
相通電切り替えを行うことにより、固定子１０には回転
磁界が発生し、この回転磁界と回転子３の永久磁石４
ａ，４ｂ，５の磁界との相互作用によるマグネットトル
クが発生し、かつ、従来同様ののリラクタンストルクが
発生し、これらにより回転子３が回転する。
相通電切り替えを行うことにより、固定子１０には回転
磁界が発生し、この回転磁界と回転子３の永久磁石４
ａ，４ｂ，５の磁界との相互作用によるマグネットトル
クが発生し、かつ、従来同様ののリラクタンストルクが
発生し、これらにより回転子３が回転する。
【００３７】このとき、回転子３が反時計方向に回転し
ている場合、図１３の従来例に示すように、回転子３の
極端部が歯１２ａの端部１２ｃの先端に近づくと、磁束
がその先端部分に集中するが、この磁束が連結部１２ｄ
を介して流れるため、その先端部分の磁束集中が緩和さ
れ、磁束が分散される。
ている場合、図１３の従来例に示すように、回転子３の
極端部が歯１２ａの端部１２ｃの先端に近づくと、磁束
がその先端部分に集中するが、この磁束が連結部１２ｄ
を介して流れるため、その先端部分の磁束集中が緩和さ
れ、磁束が分散される。
【００３８】また、回転子３が時計方向に回転している
場合には、回転子３の極端部が歯１２の端部１２ｂの先
端に近づいたとき、その先端部分の磁束集中が緩和され
る。なお、連結部１２ｄの厚さｋを端部１２ｂ，１２ｂ
の厚さｔよりも薄くしていることから、飽和状態に近く
なるものの、平均トルクを低下させるような漏れ磁束が
発生しない。
場合には、回転子３の極端部が歯１２の端部１２ｂの先
端に近づいたとき、その先端部分の磁束集中が緩和され
る。なお、連結部１２ｄの厚さｋを端部１２ｂ，１２ｂ
の厚さｔよりも薄くしていることから、飽和状態に近く
なるものの、平均トルクを低下させるような漏れ磁束が
発生しない。
【００３９】このように、歯１２の端部１２ｃあるいは
端部１２ｂにおける磁束集中が緩和されることから、例
えば図１４に示すトルクのピークＡ，Ｂの値が低下し、
回転角に対する磁束の変化率が下がる。したがって、ト
ルクリップルが小さくなり、トルク変動の低下（振動、
騒音の低減）が図られる。
端部１２ｂにおける磁束集中が緩和されることから、例
えば図１４に示すトルクのピークＡ，Ｂの値が低下し、
回転角に対する磁束の変化率が下がる。したがって、ト
ルクリップルが小さくなり、トルク変動の低下（振動、
騒音の低減）が図られる。
【００４０】また、ヨーク部１１と歯部１２とがそれぞ
れ分割して形成される構成としたことにより、上記従来
例のように、巻線１３を巻き込むためのニードルの通過
スペースを考慮する必要がなくなる。したがって、巻線
１３による溝占積率が大きく取れ、巻線抵抗を小さくす
ることができ、高効率が可能である。
れ分割して形成される構成としたことにより、上記従来
例のように、巻線１３を巻き込むためのニードルの通過
スペースを考慮する必要がなくなる。したがって、巻線
１３による溝占積率が大きく取れ、巻線抵抗を小さくす
ることができ、高効率が可能である。
【００４１】製造するにあたっては、電磁鋼板あるいは
冷延鋼板などの同一素材を打ち抜いて自動積層する方式
を採用し、電機子鉄心のヨーク部１１および歯部１２、
ならびに界磁心の回転子３を打ち抜きする。その打ち抜
いた電磁鋼板などをそれぞれ自動積層し、この積層時に
所定箇所にかしめ部１１ｂ，１２ｅ，８ａ，８ｂを形成
してかしめ、回転子３には永久磁石４ａ，４ｂ，５を埋
め込む。
冷延鋼板などの同一素材を打ち抜いて自動積層する方式
を採用し、電機子鉄心のヨーク部１１および歯部１２、
ならびに界磁心の回転子３を打ち抜きする。その打ち抜
いた電磁鋼板などをそれぞれ自動積層し、この積層時に
所定箇所にかしめ部１１ｂ，１２ｅ，８ａ，８ｂを形成
してかしめ、回転子３には永久磁石４ａ，４ｂ，５を埋
め込む。
【００４２】ヨーク部１１および歯部１２を打ち抜く際
には、ヨーク部１１の溝１１ａの凹形状および歯部１２
の凸形状により、回転止め，位置決め機能が発揮され、
コア製造の高精度化が図れる。
には、ヨーク部１１の溝１１ａの凹形状および歯部１２
の凸形状により、回転止め，位置決め機能が発揮され、
コア製造の高精度化が図れる。
【００４３】また、巻線１３を施したボビン１４を歯１
２ａに納めた後、これをヨーク部１１に圧入して接合す
るが、このとき図４に示すように、打ち抜いた際のバリ
が逆方向に現れている面同士を合わせてヨーク部１１に
歯部１２を嵌合させる。
２ａに納めた後、これをヨーク部１１に圧入して接合す
るが、このとき図４に示すように、打ち抜いた際のバリ
が逆方向に現れている面同士を合わせてヨーク部１１に
歯部１２を嵌合させる。
【００４４】この場合、先に打ち抜いた鉄心を後から打
ち抜いた鉄心に抜き型上の位置を合わせ、打ち抜きのと
きと同じ方向から圧入して組み立てる。また、歯部１２
をヨーク部１１に圧入する際、ヨーク部１１側を加熱
し、つまりヨーク部１１を膨張させて歯部１２を圧入す
るとよい。これにより、歯部１２をヨーク部１１に接合
させ、この一体とした固定子１０が得られ、しかも容易
に組み立てられる。
ち抜いた鉄心に抜き型上の位置を合わせ、打ち抜きのと
きと同じ方向から圧入して組み立てる。また、歯部１２
をヨーク部１１に圧入する際、ヨーク部１１側を加熱
し、つまりヨーク部１１を膨張させて歯部１２を圧入す
るとよい。これにより、歯部１２をヨーク部１１に接合
させ、この一体とした固定子１０が得られ、しかも容易
に組み立てられる。
【００４５】図５は、他の実施形態に係る固定子２０の
概略的部分拡大図である。図中、図１と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。この固定子２０
は、図１の歯部１２と同様にヨーク部１１の内周側に接
合する歯部２１を有するが、この歯部２１を構成する各
歯２１ａの回転子側の円周方向の両方の端部２１ａ，２
１ｂを先端部に架けて徐々に薄くし、隣接する歯２１ａ
の中間点で最も薄くした形状としてなる。
概略的部分拡大図である。図中、図１と同一部分には同
一符号を付して重複説明を省略する。この固定子２０
は、図１の歯部１２と同様にヨーク部１１の内周側に接
合する歯部２１を有するが、この歯部２１を構成する各
歯２１ａの回転子側の円周方向の両方の端部２１ａ，２
１ｂを先端部に架けて徐々に薄くし、隣接する歯２１ａ
の中間点で最も薄くした形状としてなる。
【００４６】この固定子２０の製造において、上記実施
形態と同様に電磁鋼板あるいは冷延鋼板などを打ち抜い
て歯部２１の鉄心を得るが、この実施形態によれば、上
記実施形態の歯部１２の形状に比べて歯部２１が複雑で
ないことから、歯部２１の製造の高精度化が図れる。
形態と同様に電磁鋼板あるいは冷延鋼板などを打ち抜い
て歯部２１の鉄心を得るが、この実施形態によれば、上
記実施形態の歯部１２の形状に比べて歯部２１が複雑で
ないことから、歯部２１の製造の高精度化が図れる。
【００４７】なお、上記実施形態と同様に、歯部２１に
は巻線１３を施し、またボビン１４に巻線１３を施して
各歯２１に納め、固定子２０には回転子３を用いる。ま
た、固定子２０および回転子３の製造については、上記
実施形態での説明と同じでよいことから、その説明を省
略する。
は巻線１３を施し、またボビン１４に巻線１３を施して
各歯２１に納め、固定子２０には回転子３を用いる。ま
た、固定子２０および回転子３の製造については、上記
実施形態での説明と同じでよいことから、その説明を省
略する。
【００４８】図６ないし図９は、それぞれ上述した各実
施形態の固定子の変形例を示す概略的部分拡大図であ
る。これらの変形例は、固定子のヨーク部と歯部の接合
方法が異なり、木工作業でよく使われる継手を利用した
図６に示すあり継や図７に示すかま継による接合方法、
図８および図９に示す他の形状による接合方法を説明し
ている。
施形態の固定子の変形例を示す概略的部分拡大図であ
る。これらの変形例は、固定子のヨーク部と歯部の接合
方法が異なり、木工作業でよく使われる継手を利用した
図６に示すあり継や図７に示すかま継による接合方法、
図８および図９に示す他の形状による接合方法を説明し
ている。
【００４９】図６に示す固定子３０には、ヨーク部３１
と歯部３２との接合部にあり継が用いられている。歯部
３２は上述した実施形態と同様に本体の歯３２ａと、各
歯３２ａの回転子側端部で円周方向に延びた端部３２
ｂ，３２ｃと、歯部３２を円形状に一体とするために隣
接する歯３２ａの端部３２ｂ，３２ｃを結合する連結部
３２ｄとからなる。
と歯部３２との接合部にあり継が用いられている。歯部
３２は上述した実施形態と同様に本体の歯３２ａと、各
歯３２ａの回転子側端部で円周方向に延びた端部３２
ｂ，３２ｃと、歯部３２を円形状に一体とするために隣
接する歯３２ａの端部３２ｂ，３２ｃを結合する連結部
３２ｄとからなる。
【００５０】歯３２ａのヨーク側端部には鳩尾状のあり
３２ｅが設けられ、ヨーク部３１の内周側にはそのあり
３２ｅに嵌合するあり溝３１ａが各歯３２ａに対向して
形成されている。また、歯３２ａの本体は上記実施形態
と同様に断面長方形であり、この本体のヨーク側端部の
一部分がヨーク部３１に食い込むようしてなる。したが
って、ヨーク部３１にはその断面長方形に嵌合する凹部
の溝が設けられるともに、この凹部の底側にはあり溝３
１ｅが形成されている。
３２ｅが設けられ、ヨーク部３１の内周側にはそのあり
３２ｅに嵌合するあり溝３１ａが各歯３２ａに対向して
形成されている。また、歯３２ａの本体は上記実施形態
と同様に断面長方形であり、この本体のヨーク側端部の
一部分がヨーク部３１に食い込むようしてなる。したが
って、ヨーク部３１にはその断面長方形に嵌合する凹部
の溝が設けられるともに、この凹部の底側にはあり溝３
１ｅが形成されている。
【００５１】図７に示す固定子４０にはヨーク部４１と
歯部４２との結合部にかま継が用いられている。歯部４
２は上述した実施形態と同様に本体の歯４２ａと、各歯
４２ａの回転子側端部で円周方向に延びた端部４２ｂ，
４２ｃと、歯部４２を円形状に一体とするために隣接す
る歯４２ａの端部４２ｂ，４２ｃを結合する連結部４２
ｄとからなる。
歯部４２との結合部にかま継が用いられている。歯部４
２は上述した実施形態と同様に本体の歯４２ａと、各歯
４２ａの回転子側端部で円周方向に延びた端部４２ｂ，
４２ｃと、歯部４２を円形状に一体とするために隣接す
る歯４２ａの端部４２ｂ，４２ｃを結合する連結部４２
ｄとからなる。
【００５２】歯４２ａのヨーク側端部には先を広くした
凸部４２ｅが設けられ、ヨーク部４１の内周側には歯４
２ａの一部および凸部４２ｅに嵌合する凹状溝４１ａが
各歯４２ａに対向して形成されている。なお、凸部４２
ａの形状はその左右の両端が丸められ、その先端が直線
的になっているが、長方形形状であってもよい。この場
合、ヨーク部４１の内周側には階段状で底を広くした凹
部が形成されることになる。
凸部４２ｅが設けられ、ヨーク部４１の内周側には歯４
２ａの一部および凸部４２ｅに嵌合する凹状溝４１ａが
各歯４２ａに対向して形成されている。なお、凸部４２
ａの形状はその左右の両端が丸められ、その先端が直線
的になっているが、長方形形状であってもよい。この場
合、ヨーク部４１の内周側には階段状で底を広くした凹
部が形成されることになる。
【００５３】図８に示す固定子５０には、ヨーク部５１
と歯部５２との結合部に図６に示すあり継の継手形状と
同様の形状による方法が用いられている。歯部５２は上
述した実施形態と同様に、本体の歯５２ａと、各歯５２
ａの回転子側端部で円周方向に延びた端部５２ｂ，５２
ｃと、歯部５２を円形状に一体とするために隣接する歯
５２ａを円形に結合する連結部５２ｄとからなる。
と歯部５２との結合部に図６に示すあり継の継手形状と
同様の形状による方法が用いられている。歯部５２は上
述した実施形態と同様に、本体の歯５２ａと、各歯５２
ａの回転子側端部で円周方向に延びた端部５２ｂ，５２
ｃと、歯部５２を円形状に一体とするために隣接する歯
５２ａを円形に結合する連結部５２ｄとからなる。
【００５４】歯５２ａのヨーク側端部には楕円形状の楕
円形凸部５２ｅが設けれ、その端部と楕円凸部との間に
はくびれが形成されている。ヨーク部５１には歯５２ａ
の一部および楕円形凸部５２ｅに嵌合する凹状溝５１ａ
が各歯５２ａに対向して形成されている。
円形凸部５２ｅが設けれ、その端部と楕円凸部との間に
はくびれが形成されている。ヨーク部５１には歯５２ａ
の一部および楕円形凸部５２ｅに嵌合する凹状溝５１ａ
が各歯５２ａに対向して形成されている。
【００５５】図９に示す固定子６０には、ヨーク部６１
と歯部６２との結合部に図７に示すかま継の継手形状と
逆形状（先を狭い形状）による方法が用いられている。
歯部６２は上述した実施形態と同様に、本体の歯６２ａ
と、各歯部６２は第１の実施形態と同様に、本体の歯６
２ａと、歯６２ａの回転子側端部に内周に沿って延びた
端部６２ｂ，６２ｃと、歯部６２を円形状に一体とする
ために隣接する歯６２ａを結合する連結部６２ｄとから
なる。
と歯部６２との結合部に図７に示すかま継の継手形状と
逆形状（先を狭い形状）による方法が用いられている。
歯部６２は上述した実施形態と同様に、本体の歯６２ａ
と、各歯部６２は第１の実施形態と同様に、本体の歯６
２ａと、歯６２ａの回転子側端部に内周に沿って延びた
端部６２ｂ，６２ｃと、歯部６２を円形状に一体とする
ために隣接する歯６２ａを結合する連結部６２ｄとから
なる。
【００５６】歯６２ａのヨーク側端部には台形形状の台
形凸部６２ｅが設けられ、ヨーク部６１には歯６２ａの
一部および台形凸部６２ｅに嵌合する凹状溝６１ａが各
歯６２ａに対向して形成されている。
形凸部６２ｅが設けられ、ヨーク部６１には歯６２ａの
一部および台形凸部６２ｅに嵌合する凹状溝６１ａが各
歯６２ａに対向して形成されている。
【００５７】この変形例は接合部が紙面に対して平行な
方向に引き離れ易い形状であるが、一体とした歯部６２
を上記実施形態と同様に、回転軸６の軸方向からヨーク
部６１に嵌入させてヨーク部６１と歯部６２を結合する
ことから、図６ないし図８に示す変形例のように引き離
れない形状でなくてもよい。
方向に引き離れ易い形状であるが、一体とした歯部６２
を上記実施形態と同様に、回転軸６の軸方向からヨーク
部６１に嵌入させてヨーク部６１と歯部６２を結合する
ことから、図６ないし図８に示す変形例のように引き離
れない形状でなくてもよい。
【００５８】なお、図６ないし図９に示す各変形例は上
記各実施形態に適用してもよく、また、上述した実施形
態と同様に、各変形例の歯部３２，４２，５２，６２に
は巻線１３を施し、あるいいはボビン１４に巻線１３を
施して各歯３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａに納め、さ
らに各固定子３０，４０，５０，６０には回転子３を用
いる。また、各固定子３０，４０，５０，６０の製造に
ついては、上記第１の実施形態での説明と同じでよいこ
とから、その説明を省略する。
記各実施形態に適用してもよく、また、上述した実施形
態と同様に、各変形例の歯部３２，４２，５２，６２に
は巻線１３を施し、あるいいはボビン１４に巻線１３を
施して各歯３２ａ，４２ａ，５２ａ，６２ａに納め、さ
らに各固定子３０，４０，５０，６０には回転子３を用
いる。また、各固定子３０，４０，５０，６０の製造に
ついては、上記第１の実施形態での説明と同じでよいこ
とから、その説明を省略する。
【００５９】ところで、上述した各実施形態および図６
ないし図９の各変形例に適用する回転子としては、図１
０ないし図１２に示す回転子７０，８０，９０を適用し
てもよい。図１０に示す回転子７０は、界磁となる断面
長方形の永久磁石（例えば希土類磁石）７１を２ｎ（ｎ
＝２）個分だけ回転子７０の円周方向に等間隔に埋め込
んでなる。
ないし図９の各変形例に適用する回転子としては、図１
０ないし図１２に示す回転子７０，８０，９０を適用し
てもよい。図１０に示す回転子７０は、界磁となる断面
長方形の永久磁石（例えば希土類磁石）７１を２ｎ（ｎ
＝２）個分だけ回転子７０の円周方向に等間隔に埋め込
んでなる。
【００６０】各永久磁石７１は、断面長方形の長辺側を
回転軸６に向けてｄ軸と直角とし、かつ、外周側よりも
回転軸６に近い場所に配置して磁極を形成し、各永久磁
石７１の両端側（断面長方形の短辺側）には、外周側に
直線的に延び、かつ、ｑ軸に平行なフラックスバリア７
２ａ，７２ｂを形成してなる。
回転軸６に向けてｄ軸と直角とし、かつ、外周側よりも
回転軸６に近い場所に配置して磁極を形成し、各永久磁
石７１の両端側（断面長方形の短辺側）には、外周側に
直線的に延び、かつ、ｑ軸に平行なフラックスバリア７
２ａ，７２ｂを形成してなる。
【００６１】また、隣接する永久磁石７１，７１は異極
とし、相対する永久磁石７１，７１は同極としてなる。
上記回転子７０によれば、永久磁石２１の磁石使用量が
図１の回転子３よりも少ないことから、マグネトトルク
が前実施例よりも小さくなるが、リラタンストルクの効
果的発生が期待でき、かつ、低コスト化を実現すること
ができる。
とし、相対する永久磁石７１，７１は同極としてなる。
上記回転子７０によれば、永久磁石２１の磁石使用量が
図１の回転子３よりも少ないことから、マグネトトルク
が前実施例よりも小さくなるが、リラタンストルクの効
果的発生が期待でき、かつ、低コスト化を実現すること
ができる。
【００６２】図１１に示す回転子８０は、界磁となる断
面長方形の永久磁石８１を２ｎ（ｎ＝２）個分だけ回転
子８０の円周方向に等間隔に埋め込んでなる各永久磁石
８１は、断面長方形の長辺側を回転軸６側に向けｄ軸と
直角とし、かつ、回転軸６よりも外周側に近い場所に配
置して磁極を形成し、各永久磁石７１の両端側には回転
子８０の外周を切り欠いてフラックスバリア３２を形成
してなる。
面長方形の永久磁石８１を２ｎ（ｎ＝２）個分だけ回転
子８０の円周方向に等間隔に埋め込んでなる各永久磁石
８１は、断面長方形の長辺側を回転軸６側に向けｄ軸と
直角とし、かつ、回転軸６よりも外周側に近い場所に配
置して磁極を形成し、各永久磁石７１の両端側には回転
子８０の外周を切り欠いてフラックスバリア３２を形成
してなる。
【００６３】フラックスバリア８２の切り欠き形状は、
隣接する永久磁石８１の断面長方形の短辺に平行として
１／４円とする。また、隣接する永久磁石８１，８１は
異極とし、相対する永久磁石８１，８１は同極としてな
る。
隣接する永久磁石８１の断面長方形の短辺に平行として
１／４円とする。また、隣接する永久磁石８１，８１は
異極とし、相対する永久磁石８１，８１は同極としてな
る。
【００６４】上記回転子８０によれば、永久磁石８１の
材質として例えば希土類磁石あるいはフェライト磁石な
どを用いるが、永久磁石８１を回転子８０の外周側に近
く配置していることから、回転子７０の場合よりも磁石
使用量が多くできるため、図１の回転子３と同程度の効
果を有し、また、フェライト磁石を用いても、その回転
子７０と同程度のマグネットトルクの発生が期待でき、
その分低コスト化を実現することができることになる。
材質として例えば希土類磁石あるいはフェライト磁石な
どを用いるが、永久磁石８１を回転子８０の外周側に近
く配置していることから、回転子７０の場合よりも磁石
使用量が多くできるため、図１の回転子３と同程度の効
果を有し、また、フェライト磁石を用いても、その回転
子７０と同程度のマグネットトルクの発生が期待でき、
その分低コスト化を実現することができることになる。
【００６５】図１２に示す回転子９０は、界磁となる断
面円弧形状（幅薄の断面扇形状）の永久磁石９１を２ｎ
（ｎ＝２）個分だけｄ軸中心に埋め込んでなる。各永久
磁石９１は、断面円弧形状の頂点を回転軸６側に向ける
とともに、その断面円弧形状の両端部をｑ軸方向に向
け、逆円弧状に配置して磁極を形成してなる。また、隣
接する永久磁石９１，９１は異極とし、相対する永久磁
石９１，９１は同極としててなる。
面円弧形状（幅薄の断面扇形状）の永久磁石９１を２ｎ
（ｎ＝２）個分だけｄ軸中心に埋め込んでなる。各永久
磁石９１は、断面円弧形状の頂点を回転軸６側に向ける
とともに、その断面円弧形状の両端部をｑ軸方向に向
け、逆円弧状に配置して磁極を形成してなる。また、隣
接する永久磁石９１，９１は異極とし、相対する永久磁
石９１，９１は同極としててなる。
【００６６】上記回転子９０によれば、永久磁石９１の
材質として例えば希土類磁石あるいはフェライト磁石な
どを用いるが、永久磁石８１を逆断面円弧形状としてい
ることから、図１の回転子３と同程度の効果を有し、ま
た、回転子７０よりも磁石使用量が多くできるため、第
２の変形例と同様にフェライト磁石を用いても、第１の
変形例と同程度のマグネットトルクの発生が期待でき、
その分低コスト化を実現することができることになる。
材質として例えば希土類磁石あるいはフェライト磁石な
どを用いるが、永久磁石８１を逆断面円弧形状としてい
ることから、図１の回転子３と同程度の効果を有し、ま
た、回転子７０よりも磁石使用量が多くできるため、第
２の変形例と同様にフェライト磁石を用いても、第１の
変形例と同程度のマグネットトルクの発生が期待でき、
その分低コスト化を実現することができることになる。
【００６７】なお、図示しないが、上述した変形例の他
には、図１２の回転子９０の永久磁石（１層構造）９１
に代えて、断面円弧形状の永久磁石を多層構造とした界
磁であってもよい。また、回転子の界磁としては、断面
長方形の永久磁石を２個逆ハの字形状にし、この一対の
永久磁石を２ｎ（ｎ＝２）個分だけｄ軸中心に埋め込ん
で得てもよい。
には、図１２の回転子９０の永久磁石（１層構造）９１
に代えて、断面円弧形状の永久磁石を多層構造とした界
磁であってもよい。また、回転子の界磁としては、断面
長方形の永久磁石を２個逆ハの字形状にし、この一対の
永久磁石を２ｎ（ｎ＝２）個分だけｄ軸中心に埋め込ん
で得てもよい。
【００６８】さらに、回転子３の界磁としては、断面台
形の永久磁石をｄ軸中心にしてその上辺を回転軸６側に
向け、その底辺を回転子６の外周側に向けてなり、ある
いは断面円弧形状の永久磁石をｄ軸中心にして、その外
側円弧を回転子３の外周側に向け、その内側円弧を回転
軸６側に向けてなり、もしくは断面台形の底辺を回転子
３の外周に沿った断面形状の永久磁石をｄ軸中心にして
なり、それら永久磁石を各回転子毎にそれぞれ２ｎ（ｎ
＝２）分だけ回転子３の円周方向に等間隔に埋め込んで
得てもよい。
形の永久磁石をｄ軸中心にしてその上辺を回転軸６側に
向け、その底辺を回転子６の外周側に向けてなり、ある
いは断面円弧形状の永久磁石をｄ軸中心にして、その外
側円弧を回転子３の外周側に向け、その内側円弧を回転
軸６側に向けてなり、もしくは断面台形の底辺を回転子
３の外周に沿った断面形状の永久磁石をｄ軸中心にして
なり、それら永久磁石を各回転子毎にそれぞれ２ｎ（ｎ
＝２）分だけ回転子３の円周方向に等間隔に埋め込んで
得てもよい。
【００６９】このように、モータの使用目的に合わせて
回転子３を適宜選択することができる。本発明による永
久磁石電動機を例えば空気調和機の圧縮機モータなどと
して利用すれば、空気調和機の低コスト化、空気調和機
の性能アップ（運転効率の上昇、振動や騒音の低下）を
図ることができる。
回転子３を適宜選択することができる。本発明による永
久磁石電動機を例えば空気調和機の圧縮機モータなどと
して利用すれば、空気調和機の低コスト化、空気調和機
の性能アップ（運転効率の上昇、振動や騒音の低下）を
図ることができる。
【００７０】なお、図１の実施形態においては、６スロ
ットの固定子１０にＵ相，Ｗ相，Ｖ相の巻線１３を施
し、４極構成とした回転子３を用いているが、例えば９
スロットの固定子と６極の回転子とから構成し、また、
１２スロットの固定子と８極の回転子とから構成した場
合に適用してもよい。
ットの固定子１０にＵ相，Ｗ相，Ｖ相の巻線１３を施
し、４極構成とした回転子３を用いているが、例えば９
スロットの固定子と６極の回転子とから構成し、また、
１２スロットの固定子と８極の回転子とから構成した場
合に適用してもよい。
【００７１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電機子を固定子とし、界磁を回転子としているインナー
ロータ型の永久磁石電動機において、固定子の鉄心は円
筒形のヨーク部の鉄心と同ヨーク部の内側に設けられる
歯部の鉄心とに分割され、その歯部は歯を２ｎ個（ｎ；
２以上の正の整数）分だけ円周方向に等間隔に有して各
歯の回転子側端部の両端をそれぞれ円周方向に延ばすと
ともに、隣接する歯でその延びた端部を連結しており、
その一体とした歯部の各歯に巻線を施し、この歯部をヨ
ーク部に回転軸方向から圧入して接合するようにしてい
ることから、トルクを発生させるための磁束が隣接する
歯の回転子側端部の連結箇所で緩和され、つまり回転に
伴う磁束の変化率が小さくなり（トルク変動が小さくな
り）、振動、騒音の低減が図れる。
電機子を固定子とし、界磁を回転子としているインナー
ロータ型の永久磁石電動機において、固定子の鉄心は円
筒形のヨーク部の鉄心と同ヨーク部の内側に設けられる
歯部の鉄心とに分割され、その歯部は歯を２ｎ個（ｎ；
２以上の正の整数）分だけ円周方向に等間隔に有して各
歯の回転子側端部の両端をそれぞれ円周方向に延ばすと
ともに、隣接する歯でその延びた端部を連結しており、
その一体とした歯部の各歯に巻線を施し、この歯部をヨ
ーク部に回転軸方向から圧入して接合するようにしてい
ることから、トルクを発生させるための磁束が隣接する
歯の回転子側端部の連結箇所で緩和され、つまり回転に
伴う磁束の変化率が小さくなり（トルク変動が小さくな
り）、振動、騒音の低減が図れる。
【００７２】また、ヨーク部と分かれた歯部に巻線を施
すことから、巻線スペースが広く、テータ巻線の溝占積
率が向上し、低コスト化が図れる
すことから、巻線スペースが広く、テータ巻線の溝占積
率が向上し、低コスト化が図れる
【図１】本発明の実施形態に係る永久磁石電動機の概略
的構造図。
的構造図。
【図２】図１に示す固定子の概略的部分的拡大図。
【図３】図１に示す固定子のヨーク部と歯部の接合状態
を説明するための概略的断面図。
を説明するための概略的断面図。
【図４】図３に示すヨーク部と歯部の接合状態を説明す
るための固定子の概略的部分図。
るための固定子の概略的部分図。
【図５】本発明の他の実施形態に係る示す永久磁石電動
機の固定子の概略的部分図。
機の固定子の概略的部分図。
【図６】上記ヨーク部と歯部との接合部分の第１変形例
を示す固定子の概略的部分図。
を示す固定子の概略的部分図。
【図７】上記ヨーク部と歯部との接合部分の第２変形例
を示す固定子の概略的部分図。
を示す固定子の概略的部分図。
【図８】上記ヨーク部と歯部との接合部分の第３変形例
を示す固定子の概略的部分図。
を示す固定子の概略的部分図。
【図９】上記ヨーク部と歯部との接合部分の第３変形例
を示す固定子の概略的部分図。
を示す固定子の概略的部分図。
【図１０】本発明の永久磁石電動機に用いる回転子の一
例を説明する概略的構造図。
例を説明する概略的構造図。
【図１１】本発明の永久磁石電動機に用いる回転子の他
の例を説明する概略的構造図。
の例を説明する概略的構造図。
【図１２】本発明の永久磁石電動機に用いる回転子の他
の例を説明する概略的構造図。
の例を説明する概略的構造図。
【図１３】従来の永久磁石電動機を説明するための概略
的構造図。
的構造図。
【図１４】図１３に示す永久磁石電動機の特性を説明す
るための概略的トルクグラフ図。
るための概略的トルクグラフ図。
３，７０，８０，９０ 回転子
４ａ，４ｂ 第１永久磁石
５ 第２永久磁石
６ 回転軸
８ａ，８ｂ １１ｂ，１２ｅ かしめ部
１０，２０，３０，４０，５０，６０ 固定子
１１ ヨーク部
１１ａ 凹溝）
１２ 歯部
１２ａ 歯
１２ｂ，１２ｃ 端部
１２ｄ 連結部
１３ 巻線
１４ ボビン
ｋ 連結部の厚さ
ｔ 端部の厚さ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｈ０２Ｋ 1/27 Ｈ０２Ｋ 1/27 ５０１Ｋ
3/18 3/18 Ｐ
21/16 21/16 Ｍ
(72)発明者 福田 好史
神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式
会社富士通ゼネラル内
(72)発明者 塚本 聡
神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式
会社富士通ゼネラル内
(72)発明者 藤岡 琢志
神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式
会社富士通ゼネラル内
(72)発明者 田邉 洋一
神奈川県川崎市高津区末長1116番地 株式
会社富士通ゼネラル内
Ｆターム(参考） 5H002 AA01 AA04 AA07 AB06 AC06
AE07 AE08
5H603 AA01 BB01 BB07 BB09 BB12
CA01 CA05 CB02 CC03 CC17
CC18 CD21
5H621 AA04 BB07 BB10 GA01 GA04
GA16 GB08 HH01
5H622 AA03 CA02 CA05 CA07 CA10
CA13 CB02 CB03 CB04 DD01
PP11
Claims (13)
- 【請求項１】 電機子を固定子とし、界磁を回転子とし
て、上記回転子を上記固定子の内側に配置してなる永久
磁石電動機において、 上記固定子の鉄心は、それぞれ分割して形成された円筒
形のヨーク部の鉄心と歯部の鉄心とを含み、上記歯部に
は２ｎ個（ｎ；２以上の正の整数）分の歯が円周方向に
等間隔に設けられ、上記各歯の回転子側が円周方向に延
びた端部により互いに連結されているとともに、上記各
歯には巻線が施され、上記歯部が上記ヨーク部の内側に
その軸線方向から圧入されていることを特徴とする永久
磁石電動機。 - 【請求項２】 上記ヨーク部の内側には上記各歯のヨー
ク側端部と嵌合する凹溝が形成されており、上記各凹溝
に上記各歯のヨーク側端部が圧入されている請求項１に
記載の永久磁石電動機。 - 【請求項３】 上記ヨーク部と上記歯部とがあり継手に
よって一体的に接合されている請求項１または２に記載
の永久磁石電動機。 - 【請求項４】 上記ヨーク部と上記歯部とがかま継手に
よって一体的に接合されている請求項１または２に記載
の永久磁石電動機。 - 【請求項５】 上記各歯の回転子側から円周方向に延ば
された端部間を連結する連結部の厚さ（半径方向の厚
さ）が、上記端部の厚さよりも薄くされている請求項１
ないし４のいずれか１項に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項６】 上記各歯の回転子側の端部が、厚さ（半
径方向の厚さ）を徐々に薄くされながら円周方向に延ば
されており、隣接する上記歯の端部との中間点の厚さが
最も薄くされている請求項１ないし４のいずれか１項に
記載の永久磁石電動機。 - 【請求項７】 上記歯部の巻線は、上記各歯に電気絶縁
を施して集中巻巻線を巻きむ込んでなり、あるいは上記
各歯にそのヨーク部端部から装着可能な電気絶縁材のボ
ビン（巻枠）に集中巻巻線を施してなる請求項１ないし
６のいずれか１項に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項８】 上記界磁は、断面長方形の永久磁石を所
定極数分だけ上記回転子の円周方向に等間隔に埋め込
み、上記各永久磁石の断面長方形の長辺をｄ軸に対して
直角とするとともに、上記回転子の軸心側に配置するこ
とにより上記回転子に磁極を形成してなり、上記各永久
磁石の断面長方形の両端部（短辺側端部）には、上記回
転子の外周側方向に延び、かつ、ｑ軸に対して平行なフ
ラックスバリアが形成されている請求項１に記載の永久
磁石電動機。 - 【請求項９】 上記界磁は、断面長方形の永久磁石を所
定極数分だけ上記回転子の円周方向に等間隔に埋め込
み、上記各永久磁石の断面長方形の長辺をｄ軸に対して
直角とするとともに、上記回転子の外周側に配置するこ
とにより上記回転子に磁極を形成してなり、上記各永久
磁石の断面長方形の両端部（短辺側端部）には、上記回
転子の外周のｑ軸付近が切り欠かれてフラックスバリア
が形成されている請求項１に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項１０】 上記界磁は、１層あるいは多層構造と
した断面円弧形状の永久磁石を所定極数分だけｄ軸中心
に埋め込み、その断面円弧形状の頂点を上記回転子の軸
心側に向けるとともに、断面円弧形状の両端部をｑ軸側
に向けて配置することにより上記回転子に磁極を形成し
てなる請求項１に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項１１】 上記ヨーク部、歯部および回転子の鉄
心は、電磁鋼板あるいは冷延鋼板の同一素材を打ち抜
き、それぞれを自動積層してなる請求項１ないし１０の
いずれか１項に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項１２】 上記ヨーク部および上記歯部の各鉄心
を打ち抜き、上記歯部に巻線を施した状態で上記ヨーク
部と上記歯部とを接合するにあたって、先に打ち抜いた
鉄心を後から打ち抜いた鉄心に抜き型上の位置を合わせ
て打ち抜きのときと同じ方向から圧入してなる請求項１
１に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項１３】 上記ヨーク部を加熱した状態で上記歯
部を圧入してなる請求項１２に記載の永久磁石電動機。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002064004A JP2003264947A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 永久磁石電動機 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002064004A JP2003264947A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 永久磁石電動機 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003264947A true JP2003264947A (ja) | 2003-09-19 |
Family
ID=29196996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002064004A Pending JP2003264947A (ja) | 2002-03-08 | 2002-03-08 | 永久磁石電動機 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2003264947A (ja) |
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