JP5194984B2

JP5194984B2 - Permanent magnet rotor

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Publication number: JP5194984B2
Application number: JP2008108816A
Authority: JP
Inventors: 直樹田中; 裕章梶浦; 卓郎中岡
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2008-04-18
Filing date: 2008-04-18
Publication date: 2013-05-08
Anticipated expiration: 2028-04-18
Also published as: JP2009261167A

Description

本発明は、ロータコアの表面に１磁極当たり複数の永久磁石を配置した永久磁石型ロータの構造に関する。 The present invention relates to a structure of a permanent magnet type rotor in which a plurality of permanent magnets are arranged per magnetic pole on the surface of a rotor core.

従来より、永久磁石型ロータには、ロータコアの表面に永久磁石を配置した表面磁石型ロータと、ロータコアの内部に永久磁石を埋め込んだ埋め込み磁石型ロータとがある。
図１２は永久磁石型モータ１００の概略構成図であり、１２極の例を示している。この図１２に示される永久磁石型モータ１００は、ステータコア２０１に巻線２０２を巻回して構成されるステータ２００と、このステータ２００の内周にエアギャップを有して配置される表面磁石型ロータ３００Ａとを備える。表面磁石型ロータ３００Ａは、ロータ外側がＳ極の永久磁石３０１ａと、ロータ外側がＮ極の永久磁石３０２ａとがロータコア３１０の周方向に交互に配置されている。なお、図１２に示す矢印は、着磁の向きを示している。この永久磁石型モータ１００は、ステータ２００の巻線２０２に交流電流を流して回転磁界を発生させることにより、表面磁石型ロータ３００Ａを回転させる。 Conventionally, permanent magnet type rotors include a surface magnet type rotor in which permanent magnets are arranged on the surface of a rotor core and an embedded magnet type rotor in which permanent magnets are embedded in the rotor core.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of the permanent magnet type motor 100 and shows an example of 12 poles. A permanent magnet type motor 100 shown in FIG. 12 includes a stator 200 configured by winding a winding 202 around a stator core 201, and a surface magnet type rotor arranged with an air gap on the inner periphery of the stator 200. 300A. In the surface magnet type rotor 300 A, an S-pole permanent magnet 301 a on the rotor outer side and an N-pole permanent magnet 302 a on the rotor outer side are alternately arranged in the circumferential direction of the rotor core 310. In addition, the arrow shown in FIG. 12 has shown the direction of magnetization. The permanent magnet type motor 100 rotates the surface magnet type rotor 300A by causing an alternating current to flow through the winding 202 of the stator 200 to generate a rotating magnetic field.

従来の永久磁石型モータでは、トルク向上、効率向上を目的として、図１３に示す極異方性ロータ３００Ｂ（特許文献１参照）や、図１４に示すハルバッハ磁石配列ロータ３００Ｃ（特許文献２参照）を用いることが知られている。
図１３に示す極異方性ロータ３００Ｂでは、永久磁石３０１ｂの着磁により磁束を磁極中心に集中させている。また、図１４に示すハルバッハ磁石配列ロータ３００Ｃでは、ロータコア３１０の表面に図示矢印の向きに着磁した永久磁石３０１ｃ、３０２ｃ、３０３ｃ、３０４ｃを図１４に示すように配置することで磁束を磁極中心に集中させている。これらの従来例は、磁束を磁極中心に集中させて磁束量の増大を図ることで、モータのトルク向上および効率向上を得るものである。 In the conventional permanent magnet type motor, for the purpose of improving torque and efficiency, the polar anisotropic rotor 300B shown in FIG. 13 (see Patent Document 1) and the Halbach magnet array rotor 300C shown in FIG. 14 (see Patent Document 2). It is known to use.
In the polar anisotropic rotor 300B shown in FIG. 13, the magnetic flux is concentrated on the magnetic pole center by magnetization of the permanent magnet 301b. Further, in the Halbach magnet array rotor 300C shown in FIG. 14, the permanent magnets 301c, 302c, 303c, and 304c magnetized in the direction of the arrow shown on the surface of the rotor core 310 are arranged as shown in FIG. To focus on. In these conventional examples, the torque is increased and the efficiency is improved by concentrating the magnetic flux at the center of the magnetic pole to increase the amount of magnetic flux.

一方、埋め込み磁石型ロータは、永久磁石をロータコアの表面から内部に埋め込むことにより、リラクタンストルクを利用して効率向上を図るものであり、図１５に埋め込み磁石型ロータ３００Ｄの４極の例を示す。この図１５に示す埋め込み磁石型ロータ３００Ｄでは、ステータの巻線（図示せず）に電流を流してトルクを発生させたときに、永久磁石３０１ｄの磁束と巻線の作る磁束との作用により、ロータ磁極部の端部に向かって磁束が集中するため、磁気飽和、鉄損の増大等により効率が低下する問題がある。この問題を解決するために、ロータ磁極部に複数のスリットを設けて磁束の通り道を制限する整流作用により、ロータ磁極部の端部に向かって磁束が集中することを解決し、効率向上することが知られている（特許文献３参照）。
特開２００６−３１１７７７号公報特開２００７−２２１９１１号公報特開平１０−２８５８４５号公報 On the other hand, the embedded magnet type rotor is designed to improve efficiency by using a reluctance torque by embedding a permanent magnet from the surface of the rotor core to the inside, and FIG. 15 shows an example of four poles of the embedded magnet type rotor 300D. . In the embedded magnet type rotor 300D shown in FIG. 15, when torque is generated by passing a current through a stator winding (not shown), the action of the magnetic flux of the permanent magnet 301d and the magnetic flux generated by the winding Since the magnetic flux concentrates toward the end of the rotor magnetic pole part, there is a problem that efficiency is lowered due to magnetic saturation, an increase in iron loss, and the like. To solve this problem, the magnetic flux concentrates toward the end of the rotor magnetic pole part by the rectifying action that restricts the path of the magnetic flux by providing a plurality of slits in the rotor magnetic pole part, thereby improving the efficiency. Is known (see Patent Document 3).
JP 2006-311777 A JP 2007-221911 A Japanese Patent Laid-Open No. 10-285845

ところが、従来の表面磁石型ロータは、ロータコアの表面全周に永久磁石が配置され、磁極として鉄などの高透磁率材を用いていないため、磁石の磁束を集中させるのに限界があった。また、磁石から生じる磁束を有効に活用できず、モータのトルクや効率を十分向上することができないという問題があった。
一方、従来の埋め込み磁石型ロータは、ロータ磁極部にスリットを設けることにより、磁路が狭まるため、特に高磁束密度のネオジウム磁石を用いた場合や大電流を巻線に流した場合などには、スリットが無い時と比べて磁束量が減少し、モータのトルクが低下するという問題があった。さらに、スリットの幅が十分広くない場合は、スリット間の漏れ磁束が顕著となり、スリットの整流作用が弱まってしまうという問題があった。逆に、スリットの幅を十分広くすると、磁束量が著しく低下するという問題が生じる。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、磁束を有効に活用してモータのトルク向上および効率向上が可能な永久磁石型ロータを提供することにある。 However, the conventional surface magnet type rotor has permanent magnets arranged around the entire surface of the rotor core and does not use a high magnetic permeability material such as iron as a magnetic pole, so there is a limit in concentrating the magnetic flux of the magnet. In addition, there is a problem that the magnetic flux generated from the magnet cannot be effectively used, and the torque and efficiency of the motor cannot be sufficiently improved.
On the other hand, a conventional embedded magnet type rotor has a narrow magnetic path by providing a slit in the rotor magnetic pole portion. Therefore, especially when using a neodymium magnet with a high magnetic flux density or when a large current is passed through a winding. There is a problem that the amount of magnetic flux is reduced as compared with the case where there is no slit, and the torque of the motor is reduced. Furthermore, when the width of the slit is not sufficiently wide, there is a problem that the leakage magnetic flux between the slits becomes remarkable and the rectifying action of the slit is weakened. On the contrary, if the width of the slit is sufficiently wide, there arises a problem that the amount of magnetic flux is remarkably lowered.
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a permanent magnet rotor capable of improving the torque and efficiency of a motor by effectively utilizing magnetic flux.

（請求項１の発明）
本発明は、高透磁率材から成る円板状のコアシートを複数枚積層して構成される円環状のロータコアと、このロータコアの表面上に形成される複数の磁極とを有し、１磁極当たり複数の永久磁石と複数のコア片とを配置して構成される永久磁石型ロータであって、複数のコア片は、周方向に間隔を空けて配置される第１のコア片と第２のコア片とを有し、第１のコア片および第２のコア片は、それぞれ径方向の断面形状が多角形に設けられて、その一辺がロータ表面に現れ、他の辺が永久磁石と接触して配置され、複数の永久磁石は、周方向に第１のコア片と第２のコア片との間に配置される第１の磁石と、この第１の磁石と共に、第１のコア片および第２のコア片の他の辺に接触して配置される第２の磁石とを有し、第１の磁石は、ロータコアの半径方向に沿って着磁され、第２の磁石は、第１のコア片および第２のコア片との接触面に直交する方向に沿って着磁され、第１のコア片および第２のコア片は、それぞれ、第２の磁石と接触する部分の面積が、ロータ表面に現れている部分の面積より大きく形成され、コアシートには、１磁極当たり複数のコア片が一体に形成されると共に、複数の永久磁石を配置するための複数の磁石挿入孔が形成され、且つ、ロータコアと複数のコア片とを接続する接続部、および、複数のコア片同士を接続する接続部が一体に設けられていることを特徴とする。 (Invention of Claim 1)
The present invention includes an annular rotor core configured by stacking a plurality of disk-shaped core sheets made of a high permeability material, and a plurality of magnetic poles formed on the surface of the rotor core. A permanent magnet type rotor configured by arranging a plurality of hitting permanent magnets and a plurality of core pieces, wherein the plurality of core pieces are a first core piece and a second core piece arranged at intervals in the circumferential direction. The first core piece and the second core piece each have a polygonal cross-sectional shape in the radial direction, one side appears on the rotor surface, and the other side is a permanent magnet. The plurality of permanent magnets arranged in contact with each other includes a first magnet disposed between the first core piece and the second core piece in the circumferential direction, and the first core together with the first magnet. And a second magnet disposed in contact with the other side of the piece and the second core piece, the first magnet being a rotor Is magnetized along a radial direction of the A, the second magnet is magnetized along a direction perpendicular to the contact surface between the first core piece and a second core piece, the first core piece and the Each of the two core pieces is formed such that the area of the portion in contact with the second magnet is larger than the area of the portion appearing on the rotor surface, and a plurality of core pieces per magnetic pole are integrally formed on the core sheet. In addition, a plurality of magnet insertion holes for arranging a plurality of permanent magnets are formed, and a connection portion that connects the rotor core and the plurality of core pieces, and a connection portion that connects the plurality of core pieces to each other It is provided integrally.

上記の構成によれば、磁極の一部に高透磁率材のコア片を用いることと、第２の磁石と接するコア片の面積がロータ表面に現れているコア片の面積より大きくなることで、トルクに作用する磁束を増大できる。その結果、永久磁石の磁束を有効活用することが出来、モータのトルク向上および効率向上が可能となる。
また、周方向に第１のコア片と第２のコア片との間に第１の磁石を配置することで、整流作用により磁束密度の偏りを抑制できると共に、第１のコア片と第２のコア片との間隔（第１の磁石の周方向幅）を広くとることで、第１のコア片と第２のコア片との間の漏れ磁束を低減できる。さらに、通常広いスリットでは磁束が減少してしまうところを、第１のコア片と第２のコア片との間に第１の磁石を配置することで磁束を増大できるため、整流作用と漏れ磁束低減に加えて磁束の増大を図ることができ、モータのトルク向上および効率向上が可能となる。
さらに、コアシートには、１磁極当たり複数のコア片が一体に形成されると共に、複数の磁石挿入孔が形成されるため、ロータコアと複数のコア片とを組み立てる必要はなく、且つ、磁石挿入孔に永久磁石を配置するだけでロータを組み立てることができるので、ロータの組み立てが容易となり、生産性を向上できる。
また、コアシートには、ロータコアと複数のコア片とを接続する接続部、および、複数のコア片同士を接続する接続部が一体に設けられるので、ロータの機械的強度を向上でき、高回転領域まで回転可能となる。 According to the above configuration, the core piece made of a high permeability material is used for a part of the magnetic pole, and the area of the core piece in contact with the second magnet is larger than the area of the core piece appearing on the rotor surface. The magnetic flux acting on the torque can be increased. As a result, the magnetic flux of the permanent magnet can be effectively used, and the torque and efficiency of the motor can be improved.
Further, by disposing the first magnet between the first core piece and the second core piece in the circumferential direction, it is possible to suppress the deviation of the magnetic flux density by the rectifying action, and the first core piece and the second core piece can be suppressed . by wider gap between the core piece (circumferential width of the first magnet), thereby reducing the leakage magnetic flux between the first core piece and the second core piece. Furthermore, since the magnetic flux can be increased by disposing the first magnet between the first core piece and the second core piece , where the magnetic flux usually decreases with a wide slit, the rectifying action and leakage magnetic flux can be increased. In addition to the reduction, the magnetic flux can be increased, and the torque and efficiency of the motor can be improved.
Furthermore, since a plurality of core pieces are integrally formed per magnetic pole and a plurality of magnet insertion holes are formed in the core sheet, it is not necessary to assemble the rotor core and the plurality of core pieces, and magnet insertion Since the rotor can be assembled only by arranging the permanent magnets in the holes, the assembly of the rotor is facilitated and the productivity can be improved.
In addition, the core sheet is integrally provided with a connecting portion that connects the rotor core and the plurality of core pieces, and a connecting portion that connects the plurality of core pieces, so the mechanical strength of the rotor can be improved and high rotation speed is achieved. It can be rotated to the area.

本発明を実施するための最良の形態を以下の実施例により詳細に説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the following examples.

図１は実施例１に係る永久磁石型ロータ１Ａの概略図、図２は図１に示すロータ磁極部の拡大図である。
本実施例の永久磁石型ロータ１Ａは、図１に示す様に、鉄等の高透磁率材から成る円環状のロータコア２を有し、このロータコア２の表面上に１２極の磁極が形成される。
１２極の磁極は、極性が異なる磁極を１つずつ交互に配置して構成されるが、周方向に隣合う２つの磁極、つまり１磁極対は、極性が異なる以外、磁極の構造は同じであるので、以後、図２を参照しながら１つの磁極２Ａについて説明する。 FIG. 1 is a schematic view of a permanent magnet type rotor 1A according to the first embodiment, and FIG. 2 is an enlarged view of a rotor magnetic pole portion shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the permanent magnet type rotor 1 A of the present embodiment has an annular rotor core 2 made of a high permeability material such as iron, and 12 poles of magnetic poles are formed on the surface of the rotor core 2. The
The 12 magnetic poles are configured by alternately arranging magnetic poles having different polarities one by one, but the two magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction, that is, one magnetic pole pair, have the same magnetic pole structure except that the polarities are different. Therefore, hereinafter, one magnetic pole 2A will be described with reference to FIG.

磁極２Ａは、３個の永久磁石３０Ａ、３１Ａ、３２Ａと、鉄等の高透磁率材から成る２個のコア片４０Ａ、４１Ａとで構成される。
３個の永久磁石３０Ａ〜３２Ａは、周方向の中央部に配置される１個の第１の磁石３０Ａと、この第１の磁石３０Ａの周方向両側に配置される２個の第２の磁石３１Ａ、３２Ａとで構成される。
第１の磁石３０Ａは、周方向の両側面がロータ１Ａの半径方向に沿って形成され、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ａの表面に現れている。 The magnetic pole 2A is composed of three permanent magnets 30A, 31A, 32A and two core pieces 40A, 41A made of a high permeability material such as iron.
The three permanent magnets 30 A to 32 A are composed of one first magnet 30 A disposed in the central portion in the circumferential direction and two second magnets disposed on both sides in the circumferential direction of the first magnet 30 A. 31A and 32A.
The first magnet 30A is formed such that both side surfaces in the circumferential direction are formed along the radial direction of the rotor 1A, the end surface on the inner peripheral side is in contact with the surface of the rotor core 2, and the end surface on the outer peripheral side is the surface of the rotor 1A. It is appearing in.

第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、それぞれ、ロータ１Ａの半径方向に第１の磁石３０Ａと同一寸法の高さを有すると共に、第１の磁石３０Ａと同様に、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ａの表面に現れている。
また、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの周方向外側の側面、すなわち、第１の磁石３０Ａと接しない方の側面は、内周端から外周端までロータ１Ａの半径方向に沿って形成され、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの周方向内側の側面、すなわち、第１の磁石３０Ａと接する方の側面は、内周端から外周端に向かう途中までロータ１Ａの半径方向に沿って形成され、その途中から外周端までは、第１の磁石３０Ａから遠ざかる方向に傾斜している。つまり、第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、周方向内側の側面のうち、ロータ１Ａの半径方向に沿って形成される内周側だけが第１の磁石３０Ａと接するように配置され、第１の磁石３０Ａから遠ざかる方向に傾斜する傾斜面と第１の磁石３０Ａの周方向側面との間には、略三角形状の空間が形成されている。 Each of the second magnets 31A and 32A has the same height as that of the first magnet 30A in the radial direction of the rotor 1A, and the inner peripheral end face of the rotor core 2 is the same as the first magnet 30A. The end face on the outer peripheral side appears on the surface of the rotor 1A.
The side surfaces on the outer side in the circumferential direction of the second magnets 31A and 32A, that is, the side surfaces not in contact with the first magnet 30A are formed along the radial direction of the rotor 1A from the inner peripheral end to the outer peripheral end. The side surfaces on the inner side in the circumferential direction of the two magnets 31A and 32A, that is, the side surface in contact with the first magnet 30A, are formed along the radial direction of the rotor 1A from the inner peripheral end to the middle toward the outer peripheral end. From the outer periphery to the outer peripheral end is inclined in a direction away from the first magnet 30A. That is, the second magnets 31A and 32A are arranged so that only the inner peripheral side formed along the radial direction of the rotor 1A is in contact with the first magnet 30A among the side surfaces on the inner side in the circumferential direction. A substantially triangular space is formed between the inclined surface inclined in the direction away from the magnet 30A and the circumferential side surface of the first magnet 30A.

コア片４０Ａは、本発明の第１のコア片または第２のコア片であり、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａとの間に形成される略三角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ａの周方向側面に接する面４０ａと、第２の磁石３１Ａの傾斜面に接する面４０ｂと、ロータ１Ａの表面に現れる面４０ｃとを有する略三角形状に設けられている。
同様に、コア片４１Ａは、本発明の第２のコア片または第１のコア片であり、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとの間に形成される略三角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ａの周方向側面に接する面４１ａと、第２の磁石３２Ａの傾斜面に接する面４１ｂと、ロータ１Ａの表面に現れる面４１ｃとを有する略三角形状に設けられている。 The core piece 40A is the first core piece or the second core piece of the present invention, and is disposed in a substantially triangular space formed between the first magnet 30A and the second magnet 31A. The first magnet 30A is provided in a substantially triangular shape having a surface 40a in contact with the side surface in the circumferential direction, a surface 40b in contact with the inclined surface of the second magnet 31A, and a surface 40c appearing on the surface of the rotor 1A.
Similarly, the core piece 41A is the second core piece or the first core piece of the present invention, and is arranged in a substantially triangular space formed between the first magnet 30A and the second magnet 32A. The surface 41a that contacts the circumferential side surface of the first magnet 30A, the surface 41b that contacts the inclined surface of the second magnet 32A, and the surface 41c that appears on the surface of the rotor 1A are provided in a substantially triangular shape. .

つまり、コア片４０Ａ、４１Ａは、略三角形状の空間が形成される磁極２Ａの外周側だけに配置され、磁極２Ａの内周側には配置されていない。言い換えると、磁極２Ａの外周側には、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａとの間にコア片４０Ａが配置され、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとの間にコア片４１Ａが配置されるが、磁極２Ａの内周側には、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａとの間、および、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとの間に、それぞれコア片４０Ａ、４１Ａが配置されることはなく、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａ、および、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３２Ａとが周方向に接している。
なお、第２の磁石３１Ａと３２Ａおよびコア片４０Ａと４１Ａは、それぞれ、第１の磁石３０Ａを挟んで周方向に対称に配置されている。 That is, the core pieces 40A and 41A are disposed only on the outer peripheral side of the magnetic pole 2A where a substantially triangular space is formed, and are not disposed on the inner peripheral side of the magnetic pole 2A. In other words, the core piece 40A is disposed between the first magnet 30A and the second magnet 31A on the outer peripheral side of the magnetic pole 2A, and the core piece is provided between the first magnet 30A and the second magnet 32A. 41A is arranged on the inner peripheral side of the magnetic pole 2A, between the first magnet 30A and the second magnet 31A, and between the first magnet 30A and the second magnet 32A, respectively. The core pieces 40A and 41A are not arranged, and the first magnet 30A and the second magnet 31A, and the first magnet 30A and the second magnet 32A are in contact with each other in the circumferential direction.
The second magnets 31A and 32A and the core pieces 40A and 41A are symmetrically arranged in the circumferential direction with the first magnet 30A interposed therebetween.

次に、永久磁石（第１の磁石３０Ａ、第２の磁石３１Ａ、３２Ａ）の着磁方向について説明する。
第１の磁石３０Ａは、図中矢印で示す様に、半径方向の内側向きに着磁されている。
第２の磁石３１Ａ、３２Ａは、図中矢印で示す様に、傾斜面と直交する方向に沿って着磁されている。着磁の向きはコア片４０Ａ、４１Ａと反対向きである。この第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａ、３２Ａにより、磁極２ＡはＳ極として作用する。また、周方向に隣合う他の磁極は、第１の磁石３０Ａと第２の磁石３１Ａ、３２Ａが、磁極２Ａとは逆向きに着磁されるので、Ｎ極として作用する。
本実施例のロータ１Ａの径方向外側には、エアギャップを介して図示しないステータが配置され、このステータの巻線に交流電流を流して回転磁界を発生させると、ロータ１Ａの作る磁界とステータの作る回転磁界との相互作用によりトルクが発生してロータ１Ａが回転する。 Next, the magnetization direction of the permanent magnets (first magnet 30A, second magnets 31A, 32A) will be described.
The first magnet 30A is magnetized inward in the radial direction as indicated by an arrow in the figure.
Second magnets 31A, 32A is, as indicated by the arrow, is magnetized along the inclined surface and a straight direction orthogonal. The direction of magnetization is opposite to that of the core pieces 40A and 41A. The magnetic pole 2A acts as an S pole by the first magnet 30A and the second magnets 31A and 32A. The other magnetic poles adjacent in the circumferential direction act as N poles because the first magnet 30A and the second magnets 31A, 32A are magnetized in the opposite direction to the magnetic pole 2A.
A stator (not shown) is arranged outside the radial direction of the rotor 1A of this embodiment via an air gap. When a rotating magnetic field is generated by passing an alternating current through the winding of the stator, the magnetic field generated by the rotor 1A and the stator Torque is generated by the interaction with the rotating magnetic field generated by the rotor 1A, and the rotor 1A rotates.

続いて、第２の磁石３１Ａ、３２Ａの磁束がコア片４０Ａ、４１Ａのエアギャップ部に集中する作用について説明する。
磁極２Ａの構造から分かるように、第２の磁石３１Ａの磁束が作用するコア片４０Ａの面積（第２の磁石３１Ａの傾斜面に接する面４０ｂの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４０Ａの面積（ロータ１Ａの表面に現れる面４０ｃの面積）より大きいので、第２の磁石３１Ａの磁束が面４０ｂを通してコア片４０Ａを介し、面４０ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。同様に、第２の磁石３２Ａの磁束が作用するコア片４１Ａの面積（面４１ｂの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４１Ａの面積（面４１ｃの面積）より大きいので、第２の磁石３２Ａの磁束が面４１ｂを通してコア片４１Ａを介し、面４１ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。 Subsequently, an operation in which the magnetic fluxes of the second magnets 31A and 32A are concentrated on the air gap portions of the core pieces 40A and 41A will be described.
As can be seen from the structure of the magnetic pole 2A, the area of the core piece 40A on which the magnetic flux of the second magnet 31A acts (the area of the surface 40b in contact with the inclined surface of the second magnet 31A) is the core piece 40A in contact with the air gap portion. Therefore, the magnetic flux of the second magnet 31A is concentrated on the surface 40c through the core piece 40A through the surface 40b, and the magnetic flux acts on the air gap portion. Similarly, the area of the core piece 41A on which the magnetic flux of the second magnet 32A acts (the area of the surface 41b) is larger than the area of the core piece 41A in contact with the air gap part (the area of the surface 41c). The magnetic flux of 32A is concentrated on the surface 41c through the core piece 41A through the surface 41b, and the magnetic flux acts on the air gap portion.

次に、磁束の整流作用について図３を用いて説明する。
コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に第１の磁石３０Ａが配置されることによる、電流が作用した時の磁束密度の変化を図３に示している。
コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に磁石が配置されていない場合、つまり、図４に示す様に、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に鉄片４２Ａ（高透磁率材）が配置され、この鉄片４２Ａを介してコア片４０Ａとコア片４１Ａとが一体に形成されている場合（但し、ロータコア２の表面に接する部分には磁石３３Ａが配置され、図中の矢印は着磁の向きを示している）は、図３の破線で示す様に、磁束密度は発生トルクの向きに偏っている。具体的には、ロータ１Ａの回転方向を図示矢印で示す反時計回りとすると、ステータに流れる電流の影響でコア片４１Ａ側に磁束が偏る。図３では、電気角３０°、１２０°の辺りに相当する。
これに対し、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に第１の磁石３０Ａを配置した場合は、図３の実線で示す様に、磁束密度の偏りが解消されて、磁極全体に一様に分布する状態へ近づいている。これが磁束の整流作用である。 Next, the rectifying action of the magnetic flux will be described with reference to FIG.
FIG. 3 shows a change in magnetic flux density when a current is applied due to the first magnet 30A being disposed between the core piece 40A and the core piece 41A.
When no magnet is arranged between the core piece 40A and the core piece 41A, that is, as shown in FIG. 4, an iron piece 42A (high permeability material) is arranged between the core piece 40A and the core piece 41A. When the core piece 40A and the core piece 41A are integrally formed through the iron piece 42A (however, the magnet 33A is arranged on the portion in contact with the surface of the rotor core 2, and the arrow in the figure indicates the direction of magnetization) As shown by the broken line in FIG. 3, the magnetic flux density is biased toward the direction of the generated torque. Specifically, when the rotation direction of the rotor 1A is counterclockwise as indicated by the arrow in the figure, the magnetic flux is biased toward the core piece 41A due to the influence of the current flowing through the stator. In FIG. 3, it corresponds to around an electrical angle of 30 ° and 120 °.
On the other hand, when the first magnet 30A is arranged between the core piece 40A and the core piece 41A, as shown by the solid line in FIG. Approaching the state of distribution. This is the magnetic flux rectification action.

また、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間隔、つまり、第１の磁石３０Ａの周方向幅をある程度広く形成することにより、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間の漏れ磁束が低減される。さらに、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間に第１の磁石３０Ａを配置したことにより、コア片４０Ａとコア片４１Ａとの間隔を広げたことによる磁束量の低下を補償している。
上述した様に、本実施例のロータ１Ａは、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、第１の磁石３０Ａおよび第２の磁石３１Ａ、３２Ａから生じる磁束を有効に活用できるので、従来の表面磁石型ロータより磁束を増大することができ、且つ、従来の埋め込み磁石型ロータより磁束の整流作用および漏れ磁束の低減作用を大きくできるので、モータのトルク向上、効率向上が可能である。 Moreover, the leakage magnetic flux between 40 A of core pieces and 41 A of core pieces is reduced by forming the space | interval of 40 A of core pieces, and 41 A of core pieces, ie, the circumferential direction width | variety of the 1st magnet 30A, to some extent. Further, the first magnet 30A is disposed between the core piece 40A and the core piece 41A, thereby compensating for a decrease in the amount of magnetic flux due to an increase in the interval between the core piece 40A and the core piece 41A.
As described above, the rotor 1A according to the present embodiment effectively uses the magnetic flux concentration action, the magnetic flux rectification action, and the leakage magnetic flux reduction action to effectively use the magnetic flux generated from the first magnet 30A and the second magnets 31A and 32A. Because it can be utilized, the magnetic flux can be increased compared to the conventional surface magnet type rotor, and the magnetic flux rectifying action and leakage magnetic flux reducing action can be increased as compared with the conventional embedded magnet type rotor, so that the motor torque and efficiency are improved. Is possible.

図５は実施例２に係る永久磁石型ロータ１Ｂの概略図、図６は図５に示すロータ磁極部の拡大図である。
本実施例のロータ１Ｂは、図５に示す様に、ロータコア２の表面上に１２極の磁極が形成され、各磁極が、それぞれ４個の永久磁石３０Ｂ、３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂと、２個のコア片４０Ｂ、４１Ｂとで構成される。なお、１２極の磁極は、実施例１と同様に、極性が異なる磁極を１つずつ交互に配置して構成され、周方向に隣合う２つの磁極、つまり１磁極対は、極性が異なる以外、磁極の構造は同じである。 FIG. 5 is a schematic view of a permanent magnet type rotor 1B according to the second embodiment, and FIG. 6 is an enlarged view of the rotor magnetic pole portion shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the rotor 1 B of the present embodiment has 12 magnetic poles formed on the surface of the rotor core 2, and each magnetic pole has two permanent magnets 30 B, 31 B, 32 B, 33 B. Core pieces 40B and 41B. Note that the 12 magnetic poles are configured by alternately arranging magnetic poles having different polarities one by one as in the first embodiment, and two magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction, that is, one magnetic pole pair, are different in polarity. The structure of the magnetic pole is the same.

４個の永久磁石３０Ｂ〜３３Ｂは、磁極２Ｂの周方向中央部に配置される第１の磁石３０Ｂと、この第１の磁石３０Ｂの内周側に配置される第２の磁石３１Ｂと、磁極２Ｂの周方向両側に配置される第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂとで構成される。
第１の磁石３０Ｂは、半径方向の高さが２個のコア片４０Ｂ、４１Ｂと同一寸法に設けられると共に、周方向の両側面がロータ１Ｂの半径方向に沿って形成され、外周側の端面がロータ１Ｂの表面に現れている。 The four permanent magnets 30B to 33B include a first magnet 30B disposed at the circumferential center of the magnetic pole 2B, a second magnet 31B disposed on the inner circumferential side of the first magnet 30B, and a magnetic pole. It is comprised with the 2nd magnets 32B and 33B arrange | positioned at the circumferential direction both sides of 2B.
The first magnet 30B is provided with the same height as the two core pieces 40B and 41B in the radial direction, and both side surfaces in the circumferential direction are formed along the radial direction of the rotor 1B. Appears on the surface of the rotor 1B.

第２の磁石３１Ｂは、ロータコア２の表面に沿って円弧状に設けられ、周方向の長さが第１の磁石３０Ｂより長く形成されている。なお、第１の磁石３０Ｂは、第２の磁石３１Ｂの周方向中央部に位置している。
第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂは、周方向の両側面がロータ１Ｂの半径方向に沿って形成され、且つ、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ｂの表面に現れている。この第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂは、周方向に隣合う他の磁極の第２の磁石３２Ｂ、３３Ｂと共有して設けることができる。 The second magnet 31B is provided in an arc shape along the surface of the rotor core 2, and the length in the circumferential direction is longer than that of the first magnet 30B. In addition, the 1st magnet 30B is located in the circumferential direction center part of the 2nd magnet 31B.
The second magnets 32B and 33B are arranged such that both side surfaces in the circumferential direction are formed along the radial direction of the rotor 1B, the end surfaces on the inner peripheral side are in contact with the surface of the rotor core 2, and the end surfaces on the outer peripheral side are It appears on the surface of the rotor 1B. The second magnets 32B and 33B can be provided in common with the second magnets 32B and 33B of other magnetic poles adjacent in the circumferential direction.

コア片４０Ｂは、本発明の第１のコア片または第２のコア片であり、第１の磁石３０Ｂと第２の磁石３１Ｂおよび第２の磁石３２Ｂとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ｂの周方向側面に接する面４０ａと、第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４０ｂと、第２の磁石３２Ｂの周方向側面に接する面４０ｃと、ロータ１Ｂの表面に現れる面４０ｄとを有する略四角形状に設けられている。
同様に、コア片４１Ｂは、本発明の第２のコア片または第１のコア片であり、第１の磁石３０Ｂと第２の磁石３１Ｂおよび第２の磁石３３Ｂとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、第１の磁石３０Ｂの周方向側面に接する面４１ａと、第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４１ｂと、第２の磁石３３Ｂの周方向側面に接する面４１ｃと、ロータ１Ｂの表面に現れる面４１ｄとを有する略四角形状に設けられている。つまり、２個のコア片４０Ｂ、４１Ｂは、磁極２Ｂの外周側だけに配置され、磁極２Ｂの内周側には配置されていない。 The core piece 40B is the first core piece or the second core piece of the present invention, and is in a substantially rectangular space surrounded by the first magnet 30B, the second magnet 31B, and the second magnet 32B. The surface 40a that is disposed and contacts the circumferential side surface of the first magnet 30B, the surface 40b that contacts the outer circumferential surface of the second magnet 31B, the surface 40c that contacts the circumferential side surface of the second magnet 32B, and the rotor 1B It is provided in a substantially rectangular shape having a surface 40d appearing on the surface.
Similarly, the core piece 41B is the second core piece or the first core piece of the present invention, and has a substantially rectangular shape surrounded by the first magnet 30B, the second magnet 31B, and the second magnet 33B. A surface 41a in contact with the circumferential side surface of the first magnet 30B, a surface 41b in contact with the outer circumferential surface of the second magnet 31B, a surface 41c in contact with the circumferential side surface of the second magnet 33B, It is provided in a substantially rectangular shape having a surface 41d that appears on the surface of the rotor 1B. That is, the two core pieces 40B and 41B are disposed only on the outer peripheral side of the magnetic pole 2B, and are not disposed on the inner peripheral side of the magnetic pole 2B.

次に、永久磁石（第１の磁石３０Ｂ、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂ）の着磁方向について説明する。
第１の磁石３０Ｂと第２の磁石３１Ｂは、それぞれ、図中矢印で示す様に、半径方向の内側向きに着磁されている。
第２の磁石３２Ｂは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って時計回り方向に着磁され、第２の磁石３３Ｂは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って反時計回り方向に着磁されている。
この第１の磁石３０Ｂ、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂにより、磁極２ＢはＳ極として作用する。また、周方向に隣合う他の磁極は、Ｎ極として作用する。 Next, the magnetization directions of the permanent magnets (first magnet 30B, second magnets 31B, 32B, 33B) will be described.
The first magnet 30B and the second magnet 31B are each magnetized inward in the radial direction, as indicated by arrows in the drawing.
The second magnet 32B is magnetized in the clockwise direction along the circumferential tangential direction as indicated by the arrow in the figure, and the second magnet 33B is oriented in the circumferential tangential direction as indicated by the arrow in the figure. Is magnetized in the counterclockwise direction.
By the first magnet 30B and the second magnets 31B, 32B, 33B, the magnetic pole 2B acts as an S pole. The other magnetic pole adjacent in the circumferential direction acts as an N pole.

上記の磁極２Ｂの構造から分かるように、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂの磁束が作用するコア片４０Ｂの面積（第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４０ｂの面積＋第２の磁石３２Ｂの周方向側面に接する面４０ｃの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４０Ｂの面積（ロータ１Ｂの表面に現れる面４０ｄの面積）より大きいので、第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂの磁束が、それぞれ面４０ｂ、面４０ｃを通してコア片４０Ｂを介し、面４０ｄに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
同様に、第２の磁石３１Ｂ、３３Ｂの磁束が作用するコア片４１Ｂの面積（第２の磁石３１Ｂの外周面に接する面４１ｂの面積＋第２の磁石３３Ｂの周方向側面に接する面４１ｃの面積）は、エアギャップ部に接するコア片４１Ｂの面積（ロータ１Ｂの表面に現れる面４１ｄの面積）より大きいので、第２の磁石３１Ｂ、３３Ｂの磁束が、それぞれ面４１ｂ、面４１ｃを通してコア片４１Ｂを介し、面４１ｄに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
磁束の整流作用、漏れ磁束の低減作用については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。 As can be seen from the structure of the magnetic pole 2B, the area of the core piece 40B on which the magnetic flux of the second magnets 31B and 32B acts (the area of the surface 40b in contact with the outer peripheral surface of the second magnet 31B + the second magnet 32B). The area of the surface 40c in contact with the side surface in the circumferential direction) is larger than the area of the core piece 40B in contact with the air gap part (the area of the surface 40d appearing on the surface of the rotor 1B), so that the magnetic fluxes of the second magnets 31B and 32B respectively A magnetic flux acts on the air gap portion by concentrating on the surface 40d via the core piece 40B through the surface 40b and the surface 40c.
Similarly, the area of the core piece 41B on which the magnetic flux of the second magnets 31B and 33B acts (the area of the surface 41b in contact with the outer peripheral surface of the second magnet 31B + the surface 41c in contact with the circumferential side surface of the second magnet 33B). Area) is larger than the area of the core piece 41B in contact with the air gap portion (the area of the surface 41d appearing on the surface of the rotor 1B), so that the magnetic flux of the second magnets 31B and 33B passes through the surface 41b and the surface 41c, respectively. The magnetic flux acts on the air gap portion through 41B and concentrates on the surface 41d.
Since the rectifying action of magnetic flux and the reducing action of leakage magnetic flux are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

上述した様に、本実施例のロータ１Ｂは、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、第１の磁石３０Ｂおよび第２の磁石３１Ｂ、３２Ｂ、３３Ｂから生じる磁束を有効に活用できるので、従来の表面磁石型ロータより磁束を増大することができ、且つ、従来の埋め込み磁石型ロータより磁束の整流作用および漏れ磁束の低減作用を大きくできるので、モータのトルク向上、効率向上が可能である。 As described above, the rotor 1B according to the present embodiment causes the magnetic flux generated from the first magnet 30B and the second magnets 31B, 32B, and 33B to be generated by the magnetic flux concentration action, the magnetic flux rectification action, and the leakage flux reduction action. Since the magnetic flux can be effectively utilized, the magnetic flux can be increased from the conventional surface magnet type rotor, and the magnetic flux rectifying action and the leakage magnetic flux reducing action can be increased as compared with the conventional embedded magnet type rotor. Efficiency can be improved.

図７は実施例３に係る永久磁石型ロータ１Ｃの概略図、図８は図７に示すロータ磁極部の拡大図である。
本実施例のロータ１Ｃは、図７に示す様に、ロータコア２の表面上に１２極の磁極が形成され、各磁極が、それぞれ５個の永久磁石３０Ｃ、３１Ｃ、３２Ｃ、３３Ｃ、３４Ｃと、３個のコア片４０Ｃ、４１Ｃ、４２Ｃとで構成される。なお、１２極の磁極は、実施例１と同様に、極性が異なる磁極を１つずつ交互に配置して構成され、周方向に隣合う２つの磁極、つまり１磁極対は、極性が異なる以外、磁極の構造は同じである。 FIG. 7 is a schematic view of a permanent magnet type rotor 1C according to the third embodiment, and FIG. 8 is an enlarged view of the rotor magnetic pole portion shown in FIG.
As shown in FIG. 7, the rotor 1 C of the present embodiment has 12 magnetic poles formed on the surface of the rotor core 2, and each magnetic pole includes five permanent magnets 30 C, 31 C, 32 C, 33 C, 34 C, It is composed of three core pieces 40C, 41C, and 42C. Note that the 12 magnetic poles are configured by alternately arranging magnetic poles having different polarities one by one as in the first embodiment, and two magnetic poles adjacent to each other in the circumferential direction, that is, one magnetic pole pair, are different in polarity. The structure of the magnetic pole is the same.

５個の永久磁石３０Ｃ〜３４Ｃは、磁極２Ｃの外周側に配置される２個の磁石３０Ｃ、３１Ｃと、磁極２Ｃの内周側に配置される１個の磁石３２Ｃと、磁極２Ｃの周方向両側に配置される２個の磁石３３Ｃ、３４Ｃとで構成される。
２個の磁石３０Ｃ、３１Ｃは、それぞれＬ字形状に設けられ、周方向に反対向きに配置されて、Ｌ字形状の一方の端面が、それぞれ２個の磁石３３Ｃ、３４Ｃの周方向側面に当接し、他方の端面がロータ１Ｃの表面に現れている。
磁石３２Ｃは、ロータコア２の表面に沿って円弧状に配置され、周方向の両端面が、それぞれ２個の磁石３３Ｃ、３４Ｃの周方向側面に当接している。
磁石３３Ｃ、３４Ｃは、周方向の両側面がロータ１Ｃの半径方向に沿って形成され、内周側の端面がロータコア２の表面に当接して配置され、外周側の端面がロータ１Ｃの表面に現れている。この磁石３３Ｃ、３４Ｃは、周方向に隣合う他の磁極の磁石３３Ｃ、３４Ｃと共有して設けることができる。 The five permanent magnets 30C to 34C include two magnets 30C and 31C disposed on the outer peripheral side of the magnetic pole 2C, one magnet 32C disposed on the inner peripheral side of the magnetic pole 2C, and the circumferential direction of the magnetic pole 2C. It is composed of two magnets 33C and 34C arranged on both sides.
The two magnets 30C and 31C are each provided in an L shape and are arranged in opposite directions in the circumferential direction, and one end surface of the L shape contacts the circumferential side surface of the two magnets 33C and 34C, respectively. The other end face appears on the surface of the rotor 1C.
The magnets 32 C are arranged in an arc shape along the surface of the rotor core 2, and both end surfaces in the circumferential direction are in contact with the circumferential side surfaces of the two magnets 33 C and 34 C, respectively.
The magnets 33C and 34C are formed such that both side surfaces in the circumferential direction are formed along the radial direction of the rotor 1C, end surfaces on the inner peripheral side are in contact with the surface of the rotor core 2, and end surfaces on the outer peripheral side are on the surface of the rotor 1C. Appears. The magnets 33C and 34C can be provided in common with other magnetic pole magnets 33C and 34C adjacent in the circumferential direction.

３個のコア片４０Ｃ〜４２Ｃは、凸形状に設けられた１個のコア片４０Ｃと、このコア片４０Ｃの凸部の周方向両側に所定の間隔を開けて配置される２個のコア片４１Ｃ、４２Ｃとで構成される。この実施例３では、１個のコア片４０Ｃが、本発明の第１のコア片または第２のコア片であり、２個のコア片４１Ｃ、４２Ｃが、それぞれ本発明の第２のコア片または第１のコア片である。
コア片４０Ｃは、２個の磁石３０Ｃ、３１Ｃと磁石３２Ｃとの間に配置されて、磁石３３Ｃ、３４Ｃの磁束が作用する周方向の両端面４０ａ、４０ｂが、それぞれ磁石３３Ｃ、３４Ｃの周方向側面に当接し、外周側の端面４０ｃがロータ１Ｃの表面に現れている。 The three core pieces 40C to 42C are one core piece 40C provided in a convex shape and two core pieces arranged at predetermined intervals on both sides in the circumferential direction of the convex portion of the core piece 40C. 41C and 42C. In the third embodiment, one core piece 40C is the first core piece or the second core piece of the present invention, and the two core pieces 41C and 42C are respectively the second core piece of the present invention. Or it is the 1st core piece.
The core piece 40C is disposed between the two magnets 30C, 31C and the magnet 32C, and both end faces 40a, 40b in the circumferential direction on which the magnetic fluxes of the magnets 33C, 34C act are circumferential directions of the magnets 33C, 34C, respectively. The end face 40c on the outer peripheral side appears on the surface of the rotor 1C.

コア片４１Ｃは、Ｌ字形状の磁石３０Ｃと磁石３３Ｃとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、磁石３０Ｃの周方向側面に接する面（符号無し）と、磁石３０Ｃの外周面に接する面４１ａと、磁石３３Ｃの周方向側面に接する面４１ｂと、ロータ１Ｃの表面に現れる面４１ｃとを有する略四角形状に設けられている。同様に、コア片４２Ｃは、Ｌ字形状の磁石３１Ｃと磁石３４Ｃとで囲まれた略四角形状の空間に配置され、磁石３１Ｃの周方向側面に接する面（符号無し）と、磁石３１Ｃの外周面に接する面４２ａと、磁石３４Ｃの周方向側面に接する面４２ｂと、ロータ１Ｃの表面に現れる面４２ｃとを有する略四角形状に設けられている。
つまり、２個のコア片４１Ｃ、４２Ｃは、磁極２Ｃの外周側だけに配置され、磁極２Ｃの内周側には配置されていない。 41 C of core pieces are arrange | positioned in the substantially square-shaped space enclosed by the L-shaped magnet 30C and the magnet 33C, and contact | connect the surface (no code | symbol) which contact | connects the circumferential direction side surface of the magnet 30C, and the outer peripheral surface of the magnet 30C. The surface 41a, the surface 41b in contact with the circumferential side surface of the magnet 33C, and the surface 41c appearing on the surface of the rotor 1C are provided in a substantially rectangular shape. Similarly, the core piece 42C is disposed in a substantially quadrangular space surrounded by the L-shaped magnet 31C and the magnet 34C, and has a surface (no reference numeral) in contact with the circumferential side surface of the magnet 31C and an outer periphery of the magnet 31C. It is provided in a substantially rectangular shape having a surface 42a that contacts the surface, a surface 42b that contacts the circumferential side surface of the magnet 34C, and a surface 42c that appears on the surface of the rotor 1C.
That is, the two core pieces 41C and 42C are disposed only on the outer peripheral side of the magnetic pole 2C, and are not disposed on the inner peripheral side of the magnetic pole 2C.

次に、永久磁石（磁石３０Ｃ〜３４Ｃ）の着磁方向について説明する。
Ｌ字形状の磁石３０Ｃ、３１Ｃ、および磁石３２Ｃは、それぞれ、図中矢印で示す様に、半径方向の内側向きに着磁されている。
磁石３３Ｃは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って時計回り方向に着磁され、磁石３４Ｃは、図中矢印で示す様に、円周接線方向に沿って反時計回り方向に着磁されている。
この磁石３０Ｃ〜３４Ｃにより、磁極２ＣはＳ極として作用する。また、周方向に隣合う他の磁極は、Ｎ極として作用する。 Next, the magnetization direction of the permanent magnets (magnets 30C to 34C) will be described.
The L-shaped magnets 30C, 31C and the magnet 32C are each magnetized inward in the radial direction, as indicated by arrows in the figure.
The magnet 33C is magnetized in the clockwise direction along the circumferential tangential direction as indicated by the arrow in the figure, and the magnet 34C is counterclockwise along the circumferential tangential direction as indicated by the arrow in the figure. Is magnetized.
The magnetic pole 2C acts as an S pole by the magnets 30C to 34C. The other magnetic pole adjacent in the circumferential direction acts as an N pole.

なお、磁石３０Ｃは、周方向にコア片４０Ｃの凸部とコア片４１Ｃとの間に配置される部分（半径方向に延びる部分）が本発明の第１の磁石として働き、半径方向にコア片４０Ｃとコア片４１Ｃとの間に配置される部分（周方向に延びる部分）が第２の磁石として働く。同様に、磁石３１Ｃは、周方向にコア片４０Ｃの凸部とコア片４２Ｃとの間に配置される部分（半径方向に延びる部分）が本発明の第１の磁石として働き、半径方向にコア片４０Ｃとコア片４２Ｃとの間に配置される部分（周方向に延びる部分）が第２の磁石として働く。また、磁石３２Ｃおよび磁石３３Ｃ、３４Ｃは、それぞれ本発明の第２の磁石として働く。

In the magnet 30C, a portion (a portion extending in the radial direction) arranged between the convex portion of the core piece 40C and the core piece 41C in the circumferential direction functions as the first magnet of the present invention, and the core piece in the radial direction. 40C a portion disposed between the core pieces 41 C (the portion extending in the circumferential direction) acts as the second magnet. Similarly, in the magnet 31C, a portion (a portion extending in the radial direction) disposed between the convex portion of the core piece 40C and the core piece 42C in the circumferential direction functions as the first magnet of the present invention, and the core in the radial direction A portion (a portion extending in the circumferential direction) disposed between the piece 40C and the core piece 42C serves as a second magnet. The magnet 32C and the magnets 33C and 34C each function as a second magnet of the present invention.

上記の磁極２Ｃの構造から分かるように、コア片４１Ｃは、磁石３０Ｃ、３３Ｃの磁束が作用する面積（磁石３０Ｃに接する面４１ａの面積＋磁石３３Ｃに接する面４１ｂの面積）が、エアギャップ部に接する面積（ロータ１Ｃの表面に現れる面４１ｃの面積）より大きいので、磁石３０Ｃ、３３Ｃの磁束が、それぞれ面４１ａ、面４１ｂを通してコア片４１Ｃを介し、面４１ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
また、コア片４２Ｃは、磁石３１Ｃ、３４Ｃの磁束が作用する面積（磁石３１Ｃに接する面４２ａの面積＋磁石３４Ｃに接する面４２ｂの面積）が、エアギャップ部に接する面積（ロータ１Ｃの表面に現れる面４２ｃの面積）より大きいので、磁石３１Ｃ、３４Ｃの磁束が、それぞれ面４２ａ、面４２ｂを通してコア片４２Ｃを介し、面４２ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
同様に、コア片４０Ｃは、磁石３０Ｃ〜３４Ｃの磁束が作用する面積が、エアギャップ部に接する面積（ロータ１Ｃの表面に現れる面４０ｃの面積）より大きいので、磁石３０Ｃ〜３４Ｃの磁束が面４０ｃに集中してエアギャップ部に磁束が作用する。
磁束の整流作用、漏れ磁束の低減作用については、実施例１と同様であるので、説明を省略する。 As can be seen from the structure of the magnetic pole 2C, the core piece 41C has an area where the magnetic fluxes of the magnets 30C and 33C act (area of the surface 41a in contact with the magnet 30C + area of the surface 41b in contact with the magnet 33C). The magnetic flux of the magnets 30C and 33C is concentrated on the surface 41c through the core piece 41C through the surface 41a and the surface 41b, respectively, in the air gap portion. Magnetic flux acts.
The core piece 42C has an area where the magnetic flux of the magnets 31C and 34C acts (the area of the surface 42a in contact with the magnet 31C + the area of the surface 42b in contact with the magnet 34C) in contact with the air gap portion (on the surface of the rotor 1C). Thus, the magnetic fluxes of the magnets 31C and 34C are concentrated on the surface 42c through the core pieces 42C through the surfaces 42a and 42b, respectively, and the magnetic flux acts on the air gap portion.
Similarly, in the core piece 40C, the area on which the magnetic fluxes of the magnets 30C to 34C act is larger than the area in contact with the air gap portion (the area of the surface 40c that appears on the surface of the rotor 1C). The magnetic flux acts on the air gap portion by concentrating on 40c.
Since the rectifying action of magnetic flux and the reducing action of leakage magnetic flux are the same as those in the first embodiment, the description thereof is omitted.

上述した様に、本実施例のロータ１Ｃは、磁束の集中作用、磁束の整流作用、および漏れ磁束の低減作用により、磁石３０Ｃ〜３４Ｃから生じる磁束を有効に活用できるので、従来の表面磁石型ロータより磁束を増大することができ、且つ、従来の埋め込み磁石型ロータより磁束の整流作用および漏れ磁束の低減作用を大きくできるので、モータのトルク向上、効率向上が可能である。また、１磁極内に３つのコア片４０Ｃ、４１Ｃ、４２Ｃが存在するので、実施例１または実施例２と比較しても磁束の分布がより滑らかになり、コギングトルク、トルクリップルを低減できる。 As described above, the rotor 1C of the present embodiment can effectively utilize the magnetic flux generated from the magnets 30C to 34C by the magnetic flux concentration action, the magnetic flux rectification action, and the leakage magnetic flux reduction action. Since the magnetic flux can be increased from the rotor, and the magnetic flux rectifying action and the leakage magnetic flux reducing action can be increased as compared with the conventional embedded magnet rotor, the motor torque can be improved and the efficiency can be improved. In addition, since the three core pieces 40C, 41C, and 42C exist in one magnetic pole, the magnetic flux distribution becomes smoother than in the first or second embodiment, and the cogging torque and torque ripple can be reduced.

図９は実施例４に係る永久磁石型ロータ１Ｄの概略図、図１０は図９に示すロータ磁極部の拡大図である。
この実施例４は、実施例２の変形例であり、図９に示すロータ１Ｄの基本的な構成および効果は、実施例２と同じであるので説明を省略し、異なる部分のみ説明する。
実施例２と異なる点は、図１０に示す様に、ロータコア２と２個のコア片４０Ｄ、４１Ｄおよびコア片４０Ｄ、４１Ｄ同士を、それぞれ接続部により接続している点、および、第２の磁石３２Ｄ、３３Ｄを周方向に二分割し、その二分割された磁石同士の間に接続部が存在する点である。 FIG. 9 is a schematic view of a permanent magnet type rotor 1D according to the fourth embodiment, and FIG. 10 is an enlarged view of the rotor magnetic pole portion shown in FIG.
The fourth embodiment is a modification of the second embodiment, and the basic configuration and effects of the rotor 1D shown in FIG. 9 are the same as those of the second embodiment, so that the description thereof will be omitted and only different parts will be described.
The difference from the second embodiment is that, as shown in FIG. 10, the rotor core 2 and the two core pieces 40D and 41D and the core pieces 40D and 41D are connected to each other by the connecting portions, and the second The magnets 32D and 33D are divided into two in the circumferential direction, and a connecting portion exists between the two divided magnets.

具体的には、ロータコア２とコア片４０Ｄ、４１Ｄは、それぞれ接続部５０、５１により接続されている。また、コア片４０Ｄとコア片４１Ｄは、接続部５２、５３により接続されている。さらに、隣合う磁極同士も接続部５４により接続されている。また、磁極間の接続部５４とロータコア２は、接続部５５により接続されている。
上記のロータ１Ｄは、例えば、ケイ素鋼板などの軟磁性材から形成される円板状のコアシート１０（図１１参照）を複数枚積層して構成される。コアシート１０には、図１１に示す様に、第１の磁石３０Ｄを配置するための磁石挿入孔１１、第２の磁石３１Ｄを配置するための磁石挿入孔１２、第２の磁石３２Ｄを配置するための磁石挿入孔１３、第２の磁石３３Ｄを配置するための磁石挿入孔１４が形成され、この磁石挿入孔１１〜１４の他に、ロータコア２を形成する部位２０、２個のコア片４０Ｄ、４１Ｄを形成する部位４０、４１、および、各接続部５０〜５５が設けられている。 Specifically, the rotor core 2 and the core pieces 40D and 41D are connected by connection portions 50 and 51, respectively. Further, the core piece 40D and the core piece 41D are connected by the connecting portions 52 and 53. Further, adjacent magnetic poles are also connected by the connecting portion 54. Further, the connection part 54 between the magnetic poles and the rotor core 2 are connected by a connection part 55.
Said rotor 1D is comprised by laminating | stacking several disk shaped core sheets 10 (refer FIG. 11) formed from soft magnetic materials, such as a silicon steel plate, for example. As shown in FIG. 11, in the core sheet 10, a magnet insertion hole 11 for arranging the first magnet 30D, a magnet insertion hole 12 for arranging the second magnet 31D, and a second magnet 32D are arranged. A magnet insertion hole 13 for arranging the second magnet 33D and a magnet insertion hole 14 for arranging the second magnet 33D are formed. In addition to the magnet insertion holes 11 to 14, a portion 20 for forming the rotor core 2 and two core pieces Sites 40 and 41 forming 40D and 41D and connection portions 50 to 55 are provided.

上記の構成によれば、遠心力に対して強度を確保できるので、より高回転まで使うことができると共に、コアシート１０を打ち抜き加工することで高い生産性を得ることができる。また、コアシート１０に複合磁性材（同一材料中で異なる組織とすることにより、磁性部分と非磁性部分とを作り出すことができる材料）を用いれば、接続部を非磁性とすることにより、漏れ磁束を低減できるので、力率が向上し、モータのトルク向上、および、効率向上が可能となる。
また、実施例２に記載したロータ１Ｂの構造では、ロータ表面に高強度な金属製カバーあるいは強化繊維を巻き付ける等の手段を必要とするが、本実施例の構成であれば、金属製カバーや強化繊維を巻き付ける等の手段が不要である。
なお、本実施例では、実施例２の変形例として記載したが、実施例１または実施例３の変形例としても同様に構成することができる。 According to said structure, since intensity | strength can be ensured with respect to a centrifugal force, while being able to use to higher rotation, high productivity can be acquired by punching the core sheet | seat 10. FIG. Further, if a composite magnetic material (a material capable of creating a magnetic part and a non-magnetic part by using different structures in the same material) is used for the core sheet 10, leakage can be caused by making the connecting part non-magnetic. Since the magnetic flux can be reduced, the power factor is improved, and motor torque and efficiency can be improved.
Further, in the structure of the rotor 1B described in the second embodiment, a means such as winding a high-strength metal cover or a reinforcing fiber around the rotor surface is required. No means such as winding reinforcing fibers is required.
In addition, although the present Example described as a modification of Example 2, it can be comprised similarly as a modification of Example 1 or Example 3. FIG.

（変形例）
本発明は、上記の実施例１〜４に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において、種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施例１〜４では、１２極のロータ１Ａ〜１Ｄについて説明したが、１２極以外のＰ極（Ｐは２以上の偶数）のロータについても本発明を適用できる。
また、実施例１〜４では、ロータ１Ａ〜１Ｄがステータの内側に位置する、所謂インナーロータ型について説明したが、ロータ１Ａ〜１Ｄがステータの外側に位置するアウターロータ型、ロータ１Ａ〜１Ｄとステータとを軸方向に配置するアキシャルギャップ型についても本発明を適用できる。 (Modification)
The present invention is not limited to the first to fourth embodiments described above, and various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention. For example, in the first to fourth embodiments described above, the 12-pole rotors 1 A to 1 D have been described.
In the first to fourth embodiments, the so-called inner rotor type in which the rotors 1A to 1D are located inside the stator has been described. However, the rotor 1A to 1D is an outer rotor type in which the rotors 1A to 1D are located outside the stator. The present invention can also be applied to an axial gap type in which the stator is disposed in the axial direction.

永久磁石型ロータの概略図（実施例１）。Schematic of a permanent magnet type rotor (Example 1). 図１に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例１）。(Example 1) which is an enlarged view of the rotor magnetic pole part shown in FIG. ロータ表面の磁束密度分布を１磁極対分示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the magnetic flux density distribution on the rotor surface for one magnetic pole pair. ロータ磁極部の拡大図である。It is an enlarged view of a rotor magnetic pole part. 永久磁石型ロータの概略図（実施例２）。Schematic of a permanent magnet type rotor (Example 2). 図５に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例２）。(Example 2) which is an enlarged view of the rotor magnetic pole part shown in FIG. 永久磁石型ロータの概略図（実施例３）。Schematic of a permanent magnet type rotor (Example 3). 図７に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例３）。(Example 3) which is an enlarged view of the rotor magnetic pole part shown in FIG. 永久磁石型ロータの概略図（実施例４）。Schematic of a permanent magnet type rotor (Example 4). 図９に示すロータ磁極部の拡大図である（実施例４）。(Example 4) which is an enlarged view of the rotor magnetic pole part shown in FIG. コアシートの一部平面図である（実施例４）。(Example 4) which is a partial top view of a core sheet. 永久磁石型モータの概略図である（従来技術）。It is a schematic diagram of a permanent magnet type motor (prior art). 極異方性ロータの概略図である（従来技術）。It is the schematic of a polar anisotropic rotor (prior art). ハルバッハ磁石配列ロータの概略図である（従来技術）。It is the schematic of a Halbach magnet arrangement | sequence rotor (prior art). 埋め込み磁石型ロータの概略図である（従来技術）。It is the schematic of an embedded magnet type | mold rotor (prior art).

符号の説明Explanation of symbols

１Ａ実施例１に係る永久磁石型ロータ
１Ｂ実施例２に係る永久磁石型ロータ
１Ｃ実施例３に係る永久磁石型ロータ
１Ｄ実施例４に係る永久磁石型ロータ
２ロータコア
１０コアシート
１１〜１４磁石挿入孔
２０ロータコアを形成する部位
３０Ａ第１の磁石（実施例１）
３１Ａ第２の磁石（実施例１）
３２Ａ第２の磁石（実施例１）
４０コア片を形成する部位
４０Ａコア片（実施例１）
４１コア片を形成する部位
４１Ａコア片（実施例１）
５０〜５５接続部 1A Permanent magnet type rotor according to Example 1 1B Permanent magnet type rotor according to Example 2 1C Permanent magnet type rotor according to Example 3 1D Permanent magnet type rotor according to Example 4 2 Rotor core 10 Core sheet 11-14 Magnet insertion Hole 20 Part for forming rotor core 30A First magnet (Example 1)
31A Second magnet (Example 1)
32A Second magnet (Example 1)
40 A part for forming a core piece 40A Core piece (Example 1)
41 Site for forming a core piece 41A Core piece (Example 1)
50-55 connection

Claims

高透磁率材から成る円板状のコアシートを複数枚積層して構成される円環状のロータコアと、
このロータコアの表面上に形成される複数の磁極とを有し、１磁極当たり複数の永久磁石と複数のコア片とを配置して構成される永久磁石型ロータであって、
前記複数のコア片は、周方向に間隔を空けて配置される第１のコア片と第２のコア片とを有し、前記第１のコア片および前記第２のコア片は、それぞれ径方向の断面形状が多角形に設けられて、その一辺がロータ表面に現れ、他の辺が前記永久磁石と接触して配置され、
前記複数の永久磁石は、周方向に前記第１のコア片と前記第２のコア片との間に配置される第１の磁石と、この第１の磁石と共に、前記第１のコア片および前記第２のコア片の他の辺に接触して配置される第２の磁石とを有し、
前記第１の磁石は、前記ロータコアの半径方向に沿って着磁され、
前記第２の磁石は、前記第１のコア片および前記第２のコア片との接触面に直交する方向に沿って着磁され、
前記第１のコア片および前記第２のコア片は、それぞれ、前記第２の磁石と接触する部分の面積が、前記ロータ表面に現れている部分の面積より大きく形成され、
前記コアシートには、１磁極当たり前記複数のコア片が一体に形成されると共に、前記複数の永久磁石を配置するための複数の磁石挿入孔が形成され、且つ、前記ロータコアと前記複数のコア片とを接続する接続部、および、前記複数のコア片同士を接続する接続部が一体に設けられていることを特徴とする永久磁石型ロータ。 An annular rotor core configured by laminating a plurality of disk-shaped core sheets made of a high permeability material; and
A permanent magnet rotor having a plurality of magnetic poles formed on the surface of the rotor core and configured by arranging a plurality of permanent magnets and a plurality of core pieces per magnetic pole;
The plurality of core pieces have a first core piece and a second core piece that are spaced apart in the circumferential direction, and the first core piece and the second core piece each have a diameter. The cross-sectional shape of the direction is provided in a polygon, one side of which appears on the rotor surface, the other side is arranged in contact with the permanent magnet,
The plurality of permanent magnets includes a first magnet disposed between the first core piece and the second core piece in a circumferential direction, and the first core piece and the first magnet, A second magnet disposed in contact with the other side of the second core piece,
The first magnet is magnetized along a radial direction of the rotor core;
The second magnet is magnetized along a direction perpendicular to a contact surface between the first core piece and the second core piece,
Each of the first core piece and the second core piece is formed such that an area of a portion in contact with the second magnet is larger than an area of a portion appearing on the rotor surface,
The core sheet is integrally formed with the plurality of core pieces per magnetic pole, and has a plurality of magnet insertion holes for arranging the plurality of permanent magnets, and the rotor core and the plurality of cores A permanent magnet rotor, wherein a connecting portion for connecting the pieces and a connecting portion for connecting the plurality of core pieces are integrally provided.