JPH08331784A - 永久磁石界磁方式回転機 - Google Patents

永久磁石界磁方式回転機

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JPH08331784A
JPH08331784A JP8048969A JP4896996A JPH08331784A JP H08331784 A JPH08331784 A JP H08331784A JP 8048969 A JP8048969 A JP 8048969A JP 4896996 A JP4896996 A JP 4896996A JP H08331784 A JPH08331784 A JP H08331784A
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JP
Japan
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rotor
permanent magnet
magnetic
rotor yoke
ferromagnetic
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JP8048969A
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English (en)
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Masahiro Mita
正裕 三田
Takashi Sasaki
崇 佐々木
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Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
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Publication date
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Priority to US08/620,845 priority patent/US5684352A/en
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が単純でかつ組立性および耐久性が高
く、しかも漏れ磁束が極めて少ない磁気回路構造の内部
磁石型ロータを有する高効率の永久磁石界磁方式回転機
を提供する。 【構成】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配置され
た内部磁石型ロータと、このロータとエアギャップを隔
てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方式の回
転機であって、前記ロータヨークは、強磁性部分および
非磁性部分とが共存した部材により構成されるととも
に、前記非磁性部分が前記ロータヨークの漏れ磁束が生
じる位置に配置されたことを特徴とする永久磁石界磁方
式回転機。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、永久磁石界磁方式の回
転機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】回転機の界磁発生手段に永久磁石を使用
し、外部からの界磁エネルギーの供給を必要としない永
久磁石界磁方式の回転機は、巻線界磁方式の回転機に比
べて効率が良いため、その省エネルギー性により、小型
モータ、ロボット用のサーボモータ、発電機などに多数
使用されている。永久磁石界磁方式の回転機はロータへ
の永久磁石の配置構成によって大略下記の２種類に分類
される。その１つは図１３にその要部断面図の例を示す
ように、ロータ１０表面に設置された永久磁石１がロー
タ１０およびステータ２０間のエアギャップ４に直接接
している形式である。この磁気回路形式を一般に表面磁
石型磁気回路と呼ぶ。図１３の表面磁石型磁気回路の場
合、永久磁石１の任意の永久磁石１ａのＮ極から出た磁
束Ａ1は、矢印で示すようにエアギャップ４を貫通し、
ステータヨーク３ａ部分に達する。次いで、この磁束Ａ
1はステータヨーク３ｂおよび３ｃ部分を経由して再び
エアギャップ４を貫通し、さらに永久磁石１ｂおよびロ
ータヨーク２を経由して永久磁石１ａのＳ極へ戻る閉ル
ープを形成する。なお、図１３においてｔ30はエアギャ
ップ４の最小厚みを示している。
【０００３】もう１つの永久磁石配置形式は内部磁石型
磁気回路と呼ばれるもので、図１５にその要部断面図の
例を示す。図１５において、永久磁石１はロータヨーク
２内に埋設配置されており、永久磁石１のＮ磁極側から
出た磁束Ａ2は矢印で示すようにロータヨーク２を経由
してステータ２０とロータ１０間のエアギャップ４を貫
通する。次いで、この磁束Ａ2はステータヨーク３ａ，
３ｂ，３ｃ部分を順次経由して再びエアギャップ４を通
過後、ロータヨーク２を経由して永久磁石１のＳ磁極に
戻る閉ループを形成する。なお、図１５においてｔ40は
エアギャップ４の最小厚みを示している。
【０００４】表面磁石型磁気回路構造のロータを有する
回転機の利点は永久磁石の一磁極表面がエアギャップに
直接接しているため、永久磁石が発生する磁束を効率良
く活用できることである。エアギャップの厚みが隣接す
る永久磁石の配置間隔に比べて十分小さい場合には、永
久磁石から発生する多くの磁束がステータヨークに達す
る。
【０００５】しかしながら、現在実用に供されているフ
ェライト磁石や希土類磁石等の公知の永久磁石材料は機
械的強度が十分ではなく、表面磁石型磁気回路構造のロ
ータを有するモータや発電機の使用中に、ロータに作用
する遠心力によってロータに装着した永久磁石が割れた
り、欠けたりしてこの永久磁石の破片がエアギャップに
挟まり回転機の故障を発生させてしまうことがある。ま
た、表面磁石型磁気回路構造のロータを有する回転機で
は永久磁石がロータヨーク表面に接着されている場合、
接着強度がロータ回転による遠心力に対して十分でな
く、回転機の使用中に、ロータに作用する遠心力によっ
て装着した永久磁石がヨークから剥がれて回転機故障を
発生させてしまうこともある。また、表面磁石型磁気回
路構造のロータを有する回転機では永久磁石がロータの
表面に配置されているため、ロータヨークと永久磁石と
の接着寸法公差、および加工性の悪い永久磁石の加工寸
法公差等の積み重ねによりロータ外周側の芯ぶれ、倒れ
等の仕上がり寸法精度が悪く、ロータ回転時の偏芯量を
見込んでロータとステータの間のエアギャップ厚みを広
くとる必要があり、結果的に磁気回路全体の磁気抵抗が
上がりモータ効率や発電効率に寄与する有効な磁束量を
減少させる要因にもなっている。
【０００６】表面磁石型磁気回路構造のロータを有する
回転機における剥がれ、欠け、割れ等の機械強度的な欠
点を補完するため、図１４の要部断面図に示すように永
久磁石１の外周側に炭素繊維などを巻回するか、あるい
はチタン合金、ステンレス鋼、ケイ素鋼などからなる薄
いロータキャン８を配置する構成が採用されている。こ
のロータキャン８はロータヨーク２への永久磁石１の固
定力強化、および永久磁石１への応力集中を防ぐこと、
および仮に何らかの事情によって永久磁石１がロータヨ
ーク２から剥がれたり、割れたり、欠けたりした場合の
永久磁石破片のエアギャップ（図示省略）への飛散防止
のために設けられるものである。
【０００７】しかし、ロータキャン８の設置はコストア
ップにつながり、かつロータキャン８がチタン合金など
の非磁性材料からなる場合にはロータキャン８の厚み分
だけロータ１０とステータ間のエアギャップの厚み（図
示省略）が大きくなってしまい、構成される磁気回路全
体の磁気抵抗が増してエアギャップを通過する有効磁束
量が減少するという欠点があった。一方、ロータキャン
８に強磁性の材料を使用した場合は、ロータキャン８に
磁束が通ってしまい、ロータ１０の外周側に形成された
隣接する磁極間に漏れ磁束と呼ばれる短絡磁束が流れて
しまうため、ステータに至り巻線と鎖交する有効な磁束
量が大幅に減少するという欠点がある。また、ロータキ
ャン８のロータ１０ヘの組立方法は、永久磁石１とロー
タキャン８との隙間を極力小さくするために焼きばめな
どを用いて永久磁石１表面にロータキャン８内面を密着
固定させる方法を採っているが、このロータキャン８の
使用をもってしてもロータ１０外周側の仕上がり寸法公
差（例えば、芯ぶれ、倒れ等）は永久磁石１がロータ１
０表面に露出した場合と同じかあるいは大きくなるた
め、ロータ１０とステータ間のエアギャップの厚み（図
示省略）を小さくすることは困難である。
【０００８】一方、内部磁石型ロータを有する回転機に
おいては、以上述べてきた表面磁石型ロータを有する回
転機の欠点は多くの場合解消される。すなわち、内部磁
石型ロータを有する回転機の利点は、永久磁石がロータ
ヨーク内部に緊密に固定されているため、表面磁石型ロ
ータを有する回転機と比較して永久磁石の剥がれ、割
れ、欠け等による回転機の故障がほとんど見られないこ
とである。また、ロータの周囲、特に外周部分が全てロ
ータヨークによって形成されており、ロータ外周部分の
寸法公差がロータヨークの加工寸法公差のみで得られる
ため、寸法精度の高いロータが得られる。したがって、
ロータとステータ間のエアギャップの厚みは表面磁石型
ロータを有する回転機に比べて大幅に小さくすることが
可能であり、このため回転機全体の磁気抵抗を下げるこ
とができ、その結果ステータに至る有効な磁束量を大幅
に増加させることが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た図１５の例に代表される内部磁石型ロータを有する回
転機の場合、永久磁石１のＮ磁極から出た磁束Ｂ2が矢
印に示すようにロータヨーク２内部を経由して同じ永久
磁石１のＳ磁極へ戻る短絡磁路を形成し、いわゆる洩れ
磁束Ｂ2が生じる。このため、永久磁石１からの発生磁
束の全量をステータ２０に至り巻線７と鎖交する有効な
磁束量Ａ2として無駄なく有効に活用できないという欠
点を有している。
【００１０】この漏れ磁束をなるべく少なくするため、
図１６の要部断面図に示すように永久磁石１から出た漏
れ磁束Ｂ3およびＢ4の通過経路となるロータヨーク２の
一部の厚み寸法ｔ1およびｔ2を薄くしてこのｔ1および
ｔ2部分の磁気抵抗を高くすることにより漏れ磁束Ｂ3お
よびＢ4を減少させて有効磁束Ａ3のみを増加させること
が行われているが、この手段によって漏れ磁束を実用上
問題のないレベルまで低減化できるものの、ｔ1および
ｔ2部分のようにロータヨーク２に厚みの非常に薄い部
分が形成され、この部分が回転機用ロータとしての機械
的強度、耐久性等の信頼性を低下させてしまうという問
題を発生する。
【００１１】本発明は上記従来の問題点を解決し、構成
が単純でかつ組立性および耐久性が高く、しかも漏れ磁
束が極めて少ない磁気回路構造の内部磁石型ロータを有
する高効率の永久磁石界磁方式回転機を提供することを
目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明においては、複数の永久磁石がロータヨーク
内に配置された内部磁石型ロータと、このロータとエア
ギャップを隔てて対向するステータを具備する永久磁石
界磁方式の回転機であって、前記ロータヨークは、強磁
性部分および非磁性部分とが共存した部材により構成さ
れるとともに、前記非磁性部分が前記ロータヨークの漏
れ磁束が生じる位置に配置されるという技術的手段を採
用した。上記本発明では、強磁性部分および非磁性部分
とが共存した部材は、強磁性部分と非磁性部分の結晶構
造が異なる同一素材からなることが好ましい。また、強
磁性部分および非磁性部分とが共存した一体構造の部材
により前記ロータヨークが構成されることが好ましい。
また、強磁性部分および非磁性部分とが共存した部材の
２以上の組み合わせにより前記ロータヨークが構成され
ることが好ましい。また、強磁性部分および非磁性部分
とが共存した部材内に永久磁石が配置されることが好ま
しい。また、強磁性部分および非磁性部分とが共存した
部材同志の組み合わせ境界部に永久磁石が配置されるこ
とが好ましい。また、強磁性部分および非磁性部分とが
共存した部材と、強磁性部材との組み合わせにより前記
ロータヨークが構成されることが好ましい。また、前記
ロータの周方向に強磁性部分と非磁性部分とが交互に存
在するように回転機用ロータを構成できる。
【００１３】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、４０００（Ａ／ｍ）における磁束密度Ｂ4000が１
（Ｔ）以上である部分と、比透磁率μが２以下である部
分とが共存した部材から構成されるとともに、前記比透
磁率μが２以下である部分が前記ロータヨークの漏れ磁
束が生じる位置に配置されるという技術的手段を採用し
た。ここで、Ｂ4000が１（Ｔ）未満であるとモータ効率
や発電効率に寄与する有効磁束量を十分に高めることが
できないため１（Ｔ）以上が好ましい。また、比透磁率
μが２を越えると前記ロータヨーク内の漏れ磁束の発生
抑止作用が減じるため２以下が好ましい。
【００１４】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、強磁性部分および非磁性部分とが共存した板状部材
が積層された構造であるとともに、前記非磁性部分が前
記ロータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置されると
いう技術的手段を採用した。上記本発明では、強磁性部
分および非磁性部分とが共存した板状部材が積層された
一体構造物であることが好ましい。
【００１５】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、強磁性部分および非磁性部分とが共存した部材によ
り構成されるとともに、前記非磁性部分が前記ロータヨ
ークの漏れ磁束が生じる位置に配置され、かつ前記エア
ギャップの最小厚みが０.５（ｍｍ）以下であるという
技術的手段を採用した。
【００１６】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、強磁性部分および非磁性部分とが共存し、かつ強磁
性部分と非磁性部分の結晶構造が異なる同一素材からな
るとともに、前記非磁性部分が前記ロータヨークの漏れ
磁束が生じる位置に配置され、前記各永久磁石はアーク
状断面を有し、かつロータヨークの同心円上に所定間隔
をおいて配置されるという技術的手段を採用した。
【００１７】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、強磁性部分および非磁性部分とが共存し、かつ強磁
性部分と非磁性部分の結晶構造が異なる同一素材からな
るとともに、前記非磁性部分が前記ロータヨークの漏れ
磁束が生じる位置に配置され、前記各永久磁石は、矩形
断面を有し、かつ着磁方向が前記ロータの半径方向に対
して角度Θ（０＜Θ＜９０度）を持って配置され、さら
に前記ロータの１磁極当たり前記永久磁石の２個の同極
性磁極同志が対向配置されるという技術的手段を採用し
た。
【００１８】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、強磁性部分および非磁性部分とが共存し、かつ強磁
性部分と非磁性部分の結晶構造が異なる同一素材からな
るとともに、前記非磁性部分が前記ロータヨークの漏れ
磁束が生じる位置に配置され、前記各永久磁石は矩形断
面を有するとともに、その永久磁石における着磁方向の
中心線が前記ロータの半径方向に配置されることを特徴
とする永久磁石界磁方式回転機を採用した。
【００１９】次に、本発明では、複数の永久磁石がロー
タヨーク内に配置された内部磁石型ロータと、このロー
タとエアギャップを隔てて対向するステータを具備する
永久磁石界磁方式の回転機であって、前記ロータヨーク
は、強磁性部分および非磁性部分とが共存し、かつ強磁
性部分と非磁性部分の結晶構造が異なる同一素材からな
るとともに、前記非磁性部分が前記ロータヨークの漏れ
磁束が生じる位置に配置され、前記各永久磁石はかまぼ
こ形断面を有するとともに、その永久磁石における着磁
方向の中心線が前記ロータの半径方向に配置されること
を特徴とする永久磁石界磁方式回転機を採用した。
【００２０】
【作用】本発明によれば、複数の永久磁石をロータヨー
ク内部に配置することにより永久磁石の機械的保持が堅
固であり、かつロータの芯ぶれ、倒れ等の寸法公差を小
さくできるという内部磁石型ロータの利点を保持しなが
ら（すなわち、ロータ偏芯量が最小限に抑えられるため
ロータとステータ間のエアギャップを最小厚みに保持し
ながら）、さらに強磁性部分および非磁性部分とが共存
した部材（好ましくはさらに強磁性部分と非磁性部分の
結晶構造が異なる同一素材からなる部材、特に好ましく
はさらに一体構造の部材）をロータヨークに採用した。
さらに、ロータヨークの磁極部分を前記強磁性部分で構
成し、かつ漏れ磁束を生じるロータヨーク位置に前記非
磁性部分を配置することによってモータ効率や発電効率
に寄与する有効な磁束量のみを増加させることができ
る。また、漏れ磁束の低減化手段として、従来の内部磁
石型ロータにおけるような、ロータヨークの漏れ磁束発
生部分の磁気抵抗を高めるためにロータヨークの一部の
厚み寸法を薄くする等の手段を用いる必要がなく、従来
の表面磁石型および内部磁石型ロータを有する回転機に
比べて設計自由度が広がる。したがって、構成が単純で
かつ組立性および耐久性が高く、しかも漏れ磁束が極め
て少ない磁気回路構造の内部磁石型ロータを有する高効
率の永久磁石界磁方式回転機を提供できる。
【００２１】
【実施例】以下、本発明を実施例により説明する。図１
は本発明の一実施例を示す永久磁石界磁方式のモータを
構成するロータ１０を示す斜視図である。図１におい
て、６５は薄板６７の積層体からなるロータヨークであ
り、斜線で示されている６６０の部分は本発明で使用す
る強磁性部分および非磁性部分とが共存した部材で形成
されたロータヨーク６５における非磁性部分であり、６
５０部分は強磁性部分である。そして、ロータ１０の外
周側における６５０部分に磁極ＮおよびＳが形成されて
いる。ロータヨーク６５（薄板６７）には永久磁石１を
ロータヨーク６５内に埋設配置するための貫通孔６８が
４箇所設けられている。この貫通孔６８に永久磁石１を
挿入し、例えばエポキシ系接着剤でロータヨーク６５内
に緊密に固着する。また、永久磁石１には図１に示す磁
極パターンＮ，Ｓが付与され、ロータ１０の外周面に磁
極Ｎ，Ｓが合計４極形成されている。図２に、図１の実
施例のロータ１０を用いたモータの要部断面図を示す。
また、図２において、図１３と同一参照符号のものは図
１３と同一の構成部材を表す。そして、図２において、
斜線で示される６６０の部分が非磁性部分であるため、
例えば前述した図１３、図１５、図１６におけるような
ロータヨーク内の磁束の短絡を発生せず、したがって漏
れ磁束は極めて少ない。なお、図２において仮に６６０
部分が形成されない場合に発生する漏れ磁束Ｂを便宜上
点線で示している。したがって、図２の６６０部分は便
宜上点線で示される漏れ磁束Ｂの磁路を遮断し得るロー
タヨーク６５内の任意の位置に形成できる。図１のロー
タ１０におけるロータヨーク６５の外径寸法は７４（ｍ
ｍ）、シャフト（回転軸）５を通すために設けた中心の
穴部２００の直径は３０（ｍｍ）、永久磁石１をロータ
ヨーク６５内に挿入配置するための貫通孔６８の寸法は
磁化方向の厚み３．５（ｍｍ）×幅１６（ｍｍ）×シャ
フト５方向の長さ２３（ｍｍ）の永久磁石１を挿入でき
る矩形孔であり、ロータヨーク６５のシャフト５方向の
長さも２３（ｍｍ）である。貫通孔６８とロータヨーク
６５外周面との間の厚み（最小厚み部分の厚み）は３
（ｍｍ）、貫通孔６８と中心の穴部２００間の厚み（最
小厚み部分の厚み）は３（ｍｍ）とした。また、薄板６
７の厚み寸法は０．４５（ｍｍ）とした。また、本発明
のモータを構成するステータ２０とロータ１０間のエア
ギャップ４の最小厚みｔは０．３（ｍｍ）とした。な
お、この最小厚み寸法０．３（ｍｍ）は後述の如く図２
のロータ１０外周側の芯ぶれ０．０５（ｍｍ）以下、倒
れ０．０５（ｍｍ）以下という良好な寸法精度によって
ロータ１０の回転時の偏芯量が最小限に抑えられた結果
実現された。
【００２２】図１および図２に示す本実施例において、
永久磁石１は残留磁束密度Ｂｒ＝１．１５テスラ（以
後、（Ｔ）と略す。）のＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系異方性焼結磁
石（日立金属（株）製ＨＳ−３２ＢＶ）を使用した。ま
た、ロータヨーク６５用の材料としてはフェライト系の
ステンレス鋼（代表的な組成として、０．６重量％Ｃー
１３重量％ＣｒーＦｅ, ｂａｌ．および不可避不純物を
含む等。）を用いた。
【００２３】また、本実施例のロータ１０は以下のよう
な工程で製作された。まず、前記組成のロータヨーク６
５用の素材材料を約１（ｍｍ）厚みの板材に加工した
後、５００（℃）で応力除去焼鈍を施してフェライト相
とカーバイド相からなる強磁性結晶組織とし、打ち抜き
や切削、研削等の機械加工によって全部分が強磁性部分
６５０だけからなる薄板６７の寸法形状に仕上げた。そ
の後、この薄板６７における非磁性化すべき６６０部分
に該当する部分をレーザ照射（例えばＣＯ2レーザ等を
用いたが、これに限定されず他の公知のレーザを用いて
もよい 。）によって１２００（℃）程度に加熱後、あ
るいは加熱溶融後凝固させた後水中にて急冷する（また
は大気中や不活性ガス雰囲気中で放冷冷却してもよ
い。）ことによって非磁性結晶組織であるオーステナイ
ト組織とした。なお、その非磁性の６６０部分は上記の
加熱溶融凝固組織および／または加熱冷却組織で構成さ
れ得る。以上のようにして、一体構造物であり、かつ強
磁性部分と非磁性部分とが共存する薄板６７を形成し、
これを積層することにより図１および図２に示す本発明
のモータ用ロータを構成するロータヨーク６５を製作し
た。その後、前述のようにして本発明のロータ１０を製
作した。なお、本発明において、一体構造のロータヨー
クと呼ぶものはロータヨーク内部で発生する渦電流損失
を低減する等の目的で薄板を積層して製作したもの（例
えば図１等）も含める。
【００２４】表１に、本発明による図２のモータと、ロ
ータヨーク６５を強磁性体であるＳＳ４１のみで構成し
た以外は本発明による図２のモータと同一構成の比較例
のモータにおける磁界解析結果（１磁極当たりのエアギ
ャップ部総磁束量およびロータヨークを通過する漏れ磁
束量の測定結果である。）を示す。
【００２５】
【表１】 表１より明らかなように、本発明のモータは比較例のモ
ータに比べて一磁極当たりのエアギャップ部総磁束量が
２倍以上に高い。また、ロータヨークを通過する漏れ磁
束量は総磁束量の１０％未満となり、比較例のモータに
比べて大幅に低減できていることがわかる。
【００２６】また、本発明の上記モータにおいて、ロー
タ外周側の芯ぶれが０．０５（ｍｍ）以下、倒れが０．
０５（ｍｍ）以下という大変良好な寸法精度を実現でき
たことにより、前述の如くエアギャップの最小厚み０．
３（ｍｍ）という過酷な条件でモータを駆動させてもト
ラブルを発生することなく、表１のモータ特性を維持す
ることができた。
【００２７】従来の表面磁石型ロータを有するモータあ
るいはキャンタイプのロータ（例えば図１４等）を有す
るモータにおいてはロータ外周側の寸法精度が前述のよ
うに永久磁石の加工寸法精度及び接着寸法精度により制
限され、例えばロータの外周側の芯ぶれを０．１（ｍ
ｍ）以下に抑えることは困難であった。また、エアギャ
ップを隔ててロータと対向するステータ側のヨークは通
常珪素鋼板の積層により製作されており、このステータ
側のヨーク倒れ、偏芯などの寸法精度も十分なものを得
られなかった。このため、従来のモータにおいてはロー
タ側で０．４（ｍｍ）程度、ステータ側で０．４（ｍ
ｍ）程度の寸法ばらつきによる偏芯量を見込み、ステー
タとロータ間のエアギャップの厚みを１（ｍｍ）程度と
ることが普通である。これに対し、本発明ではロータ外
周側の寸法精度を上述の如く改善することができ、量産
時においてもエアギャップの厚みを０．５（ｍｍ）以下
で設計することが可能になり、従来のモータに比べてエ
アギャップの厚みが減少した分だけ磁気回路抵抗を大幅
に低下せしめ、したがって同じ永久磁石の体積重量をも
ってしてさらに格段に総磁束量を増加でき、モータの効
率を向上させることが可能になった。
【００２８】上記実施例においては、渦電流損失を抑制
するために、ロータヨーク６５に上述の素材を用いて、
さらにロータヨーク６５を薄板６７の積層により形成し
たが、例えば上述の素材を用いて薄板状にすることなく
そのままロータヨーク６５の寸法形状に機械加工して強
磁性結晶組織（フェライト相とカーバイド相）からなる
一体構造の部品でロータヨーク６５を構成した後、上述
の如く漏れ磁束発生部分となる部分を例えば上述のレー
ザ照射手段によって１２００（℃）程度に局部加熱後冷
却するか、あるいは局部加熱溶融後冷却凝固することに
より、強磁性結晶組織と非磁性結晶組織とが共存する一
体構造の部材で本発明のモータ用ロータを構成するロー
タヨークとすることも可能である。
【００２９】また、本発明のモータ用ロータを構成する
ロータヨークにおいて、漏れ磁束発生部分を強磁性結晶
組織から非磁性結晶組織に変態させる局部加熱手段また
は局部加熱溶融手段は上述のレーザ照射による加熱方法
に限定されるものではなく、高周波誘導加熱する方法、
加熱した所定の形状のコテ等を非磁性化したい部分に接
触させて加熱する方法等を採用できる。
【００３０】また、上記実施例において、ロータヨーク
６５用材料としてフェライト系のステンレス鋼を使用し
たが、これは図２において残留磁束密度Ｂｒ＝１．１５
（Ｔ）という高性能の永久磁石１から発生した磁束Ａが
磁気飽和することなく、すなわち永久磁石１から発生し
た磁束量をできるだけ減ずることなくロータヨーク６５
の強磁性部分６５０、エアギャップ４を順次通過して、
ステータ２０に至り巻線７と鎖交する有効な磁束量Ａと
なるように構成するためである。すなわち、表１に示す
ように一磁極当たりのエアギャップ部総磁束量の極めて
高い本発明のモータ構成とするためである。図１１に、
図２に示す本発明のモータ用ロータを構成するロータヨ
ーク６５（前述のフェライト系ステンレス鋼製）におけ
る強磁性結晶組織部分６５０の減磁曲線を示す。なお、
この減磁曲線は室温（２０℃）における測定値である。
図１１より、強磁性部分６５０は４０００（Ａ／ｍ）
（ｃｇｓ単位系ではほぼ５０（Ｏｅ）に相当。）の磁界
中に置いたときの磁束密度Ｂ4000＝１．２（Ｔ）、保磁
力Ｈｃ＝１２００（Ａ／ｍ）という優れた強磁性特性を
示した。この特性は図１で使用した永久磁石１のＢｒ＝
１．１５（Ｔ）という磁石性能に見合う良好な軟磁気的
特性である。また、図１２に、図２に示す本発明のモー
タ用ロータを構成するロータヨーク６５（前述のフェラ
イト系ステンレス鋼製）における非磁性結晶組織部分６
６０の減磁曲線を示す。なお、この減磁曲線もまた室温
（２０℃）における測定値である。図１２より、非磁性
結晶組織部分６６０は比透磁率μ≦２という良好な非磁
性特性を示した。
【００３１】本発明のロータヨーク用材料としては、強
磁性部分および非磁性部分とが共存し、かつ強磁性部分
と非磁性部分の結晶構造が異なる同一素材からなる公知
の材料を用い得る。例えば、フェライト組織等の強磁性
母相において非磁性化すべき部分を局部的に加熱溶融さ
せながらこの溶融部分に公知のオーステナイト形成元素
を添加後冷却凝固させて局部を非磁性化する方法、ある
いはオーステナイト組織の非磁性母相において強磁性化
すべき部分を局部的に加熱溶融させながらこの溶融部分
に公知のフェライト形成元素を添加後冷却凝固させて局
部を強磁性化する方法等を用い得る。また、例えばオー
ステナイト系ステンレス鋼（Ｆｅ７０〜７４重量％，Ｃ
ｒ１８〜２０重量％，Ｎｉ８〜１０重量％および不可避
不純物を含むＦｅ−Ｃｒ−Ｎｉ系合金）を用いて、前記
実施例と同様に、強磁性結晶組織と非磁性結晶組織とが
共存した同一素材からなる部材（好ましくは一体構造
物）をロータヨークに用いて本発明のモータ用ロータを
構成することができる。なお、このオーステナイト系ス
テンレス鋼において、同一素材でかつ強磁性結晶組織部
分と非磁性結晶組織部分とを共存させ得る方法は、例え
ば以下の通りである。まず、素材段階では非磁性体であ
るこの素材の全体を例えば冷間圧延によって強磁性を示
す加工誘起マルテンサイト相に変態させた薄板状とした
後、４８０（℃）で応力除去焼鈍を行う。次に、図１の
薄板６７形状に機械加工する。その後、非磁性化すべき
６６０部分に該当する部分を上述のレーザ加熱手段を用
いてマルテンサイトからオーステナイトの変態温度以上
に加熱後冷却させるかあるいは加熱溶融後冷却凝固させ
て非磁性のオーステナイト相で非磁性部分６６０を構成
する。しかしながら、このオーステナイト系ステンレス
鋼の場合は強磁性結晶組織の保磁力Ｈｃ＝２４００（Ａ
／ｍ）となり、図２のロータヨーク６５に用いたフェラ
イト系ステンレス鋼からなる強磁性部分６５０のＨｃの
２倍程度に大きくなるため、軟磁気的特性としてやや劣
っている。さらに、強磁性結晶組織にするためには冷間
圧延などに代表される冷間加工を加える必要があるが、
本発明のモータ用ロータを構成するロータヨークに用い
得る。
【００３２】また、本発明のモータに組込むロータは図
１のように永久磁石１の着磁方向（図１では永久磁石１
の磁気異方性化方向が着磁方向に一致している。）がロ
ータ１０の半径方向に直角な場合のみに限定されるもの
ではない。
【００３３】本発明のモータに組込むロータの他の実施
例として、例えば、図３は永久磁石１の着磁方向Ｍがロ
ータ１０の半径方向に対して角度Θ（０＜Θ＜９０度）
を持って配置された場合である。この配置では永久磁石
１の数量がロータ１０の外周側に形成される１磁極当た
り２個となり、またロータ１０の任意の１磁極を形成す
る２個の永久磁石は同極性磁極同志が対向配置されてい
る。この構成によって、角度Θを変えることにより１磁
極当たりの有効磁束量を自在に変えることができるとい
う利点を有する。そして、図３では図１と同様にロータ
ヨーク６５に強磁性部分６５０と非磁性部分６６０とが
形成されている。なお、図３において、仮に６６０部分
が形成されない場合に発生する漏れ磁束Ｂを便宜上点線
で示している。
【００３４】また、本発明のモータに組込むロータのさ
らに他の実施例として、図４に、永久磁石１における着
磁方向の中心線がロータ１０の半径方向に配置される場
合の要部断面図を示す。この実施例によれば、永久磁石
１はロータヨーク６５内部に配置されて内部磁石型磁気
回路構造のロータ１０となっているが、表面磁石型磁気
回路のロータに近い有効磁束量が得られる。そして、図
４では図１と同様にロータヨーク６５に強磁性部分６５
０と非磁性部分６６０とが形成されている。なお、図４
において、仮に６６０部分が形成されない場合に発生す
る漏れ磁束Ｂを便宜上点線で示している。
【００３５】また、本発明のモータに組込むロータのさ
らに他の実施例として、図５に永久磁石１の断面形状が
アーク状でかつ永久磁石１がロータヨーク６５の同心円
上に所定間隔をおいて配置された場合の要部断面図を示
す。この実施例によれば、図４の場合に比べて永久磁石
１の形状が複雑になるため、永久磁石１の加工性は悪く
なるものの、永久磁石１とエアギャップの間のロータヨ
ークの厚み寸法ｔ10がロータ１０外周側に形成される磁
極領域のほとんどで一定になり得るので、図４の実施例
に比較してさらに表面磁石型磁気回路構造のロータに近
い有効磁束量が得られる。そして、図５では図１と同様
にロータヨーク６５に強磁性部分６５０と非磁性部分６
６０とが形成されている。なお、図５において、仮に６
６０部分が形成されない場合に発生する漏れ磁束Ｂを便
宜上点線で示している。
【００３６】図６は、本発明のモータに組込むロータの
さらに他の実施例として、永久磁石１の断面形状がかま
ぼこ状になっている場合の要部断面図を示している。こ
の実施例においては永久磁石１中央の厚みが両端部に対
して厚いため、このロータを本発明のモータに組込んで
モータ駆動させた場合、エアギャップ中におけるロータ
１０の回転方向の有効磁束密度分布を正弦波に近づける
ことができるという利点を有する。そして、図６では図
１と同様にロータヨーク６５に強磁性部分６５０と非磁
性部分６６０とが形成されている。なお、図６におい
て、仮に６６０部分が形成されない場合に発生する漏れ
磁束Ｂを便宜上点線で示している。
【００３７】図３〜図６において図１と同一の参照符号
のものは図１と同一の構成部材を表しており、また永久
磁石１の着磁方向が磁気異方性化方向に一致しているこ
とがモータとして高い有効磁束量を得るために好まし
い。そして、いずれの場合においても漏れ磁束Ｂを抑え
ることができるとともに、機械的強度、耐久性等の信頼
性も高いモータ構成となっている。そして、図３〜図６
のロータ１０の各々を図２のロータ１０に代えて組込む
ことによって本発明のモータを構成することができる。
【００３８】なお、図１〜図６の実施例においてはロー
タヨーク６５が一体構造物（板状部材の積層体を含め
る。）の場合を記載したが、モータの使用条件や組立コ
スト、設計条件等を加味して分割型のローターヨークの
構成としてもよい。
【００３９】図７は、本発明のモータ用ロータにおいて
分割型のロータヨーク部材６５ａ〜６５ｄを用いて製作
したロータ１０の一実施例を示す要部断面図である。図
７において、強磁性部分６５０と非磁性部分６６０とが
共存している分割型のロータヨークの各部材６５ａ〜６
５ｄは各々その内部に永久磁石１が配置されており、こ
れら分割型ロータヨーク部材同志の組み合わせ境界８０
を介して機械的に接続されている。この実施例において
は、永久磁石１が前記複数の分割型ロータヨークの各部
材内部に各々配置されているため、永久磁石１自体に外
部からの応力がかかりにくく、機械的に極めて堅牢なロ
ータを構成できる。そして、図７では図１と同様に分割
型ロータヨーク部材６５ａ〜６５ｄの各々に強磁性部分
６５０と非磁性部分６６０とが形成されている。なお、
図７において、仮に６６０部分が形成されない場合に発
生する漏れ磁束Ｂを便宜上点線で示している。
【００４０】図８は、本発明のモータ用ロータにおい
て、分割型のロータヨーク部材６５ａ〜６５ｄを用いて
製作したロータ１０の他の実施例を示す要部断面図であ
る。図８において、永久磁石１は強磁性部分６５０と非
磁性部分６６０とが共存している前記の分割型ロータヨ
ーク部材同志の組み合わせ境界部８０に設けられたくぼ
み７１に配置される。本実施例によれば、永久磁石１を
図７のように前記分割型ロータヨークの各部材の内部に
開けられた孔７０に挿入配置するのではなく、分割型ロ
ータヨーク部材６５ａと６５ｂの境界部、６５ｂと６５
ｃの境界部、６５ｃと６５ｄの境界部、６５ｄと６５ａ
の境界部のくぼみ７１に各々配置した後、これら分解型
ロータヨーク部材を機械的に接続して図８の内部磁石型
ロータ１０を構成するため、特にシャフト５の方向に長
いロータを構成する場合に有効な分割方法である。そし
て、図８では図１と同様に分割型ロータヨーク部材６５
ａ〜６５ｄの各々に強磁性部分６５０と非磁性部分６６
０とが形成されている。なお、図８において、仮に６６
０部分が形成されない場合に発生する漏れ磁束Ｂを便宜
上点線で示している。
【００４１】図９は、本発明のモータ用ロータにおい
て、強磁性部分６５０と非磁性部分６６０とが共存して
いる分解型ロータヨーク部材６５ａおよび６５ｂと、全
体が強磁性部分（ＳＳ４１）であるロータヨーク部材４
０ａおよび４０ｂとを用いて製作したロータ１０の一実
施例を示す要部断面図である。図９において、永久磁石
１は分割型ロータヨーク部材６５ａと４０ｂの境界部、
４０ｂと６５ｂの境界部、６５ｂと４０ａの境界部、４
０ａと６５ａの境界部に形成されたくぼみ７２に各々配
置される。本実施例によれば、永久磁石１は図８と同様
にシャフト５方向に長いロータを構成する場合の組立性
が良好で、かつ分割型ロータヨーク部材の一部に安価で
かつ高い有効磁束量の得られる一般的な強磁性ヨーク材
料であるＳＳ４１材等を使用したので、安価でかつ有効
磁束量のより高いロータ１０を構成することが可能であ
る。なお、図９において、仮に６６０部分が形成されな
い場合に発生する漏れ磁束Ｂを便宜上点線で示してい
る。
【００４２】また、図１０は、本発明のモータ用ロータ
における分割型のロータヨーク部材６５ｅおよび６５ｆ
を用いて製作したロータ１０の一実施例を示す要部断面
図である。図１０において、永久磁石１は、ロータ１０
の半径方向に分割されかつ強磁性部分６５０と非磁性部
分６６０とが共存している分割型ロータヨーク部材６５
ｅおよび６５ｆの間のくぼみ７３に配置されている。そ
して、前記部材６５ｅおよび６５ｆを機械的に接続して
図１０のロータ１０を構成することができる。本実施例
によれば、くぼみ７３に永久磁石１を配置することによ
り、シャフト５方向に長いロータを構成する場合の組立
性が良好になるのみならず、分割型ロータヨーク部材６
５ｅと６５ｆはロータ１０の円周方向およびシャフト５
方向に対して一体の部材で形成されているため、ロータ
１０の機械的強度が極めて堅牢で、かつロータ１０の外
周側の良好な加工寸法精度が得られるのでロータ１０と
しての偏芯量を最小限に抑えられるという利点を有して
いる。なお、図１０において、仮に６６０部分が形成さ
れない場合に発生する漏れ磁束Ｂを便宜上点線で示して
いる。
【００４３】また、図７〜図１０において、図１と同一
参照符号のものは図１と同一の構成部分を表している。
そして、いずれの場合においても漏れ磁束Ｂを抑えるこ
とができるとともに、機械的強度、耐久性等の信頼性の
高いモータ構成となっている。
【００４４】なお、図７〜図１０において、前記分割型
ロータヨーク部材同志を機械的に接続固定して本発明の
ロータを構成する手段としては、例えば前記分割型ロー
タヨーク部材の各々にロータシャフト方向の貫通孔を形
成し、この貫通孔の各々にボルトを通して、さらにロー
タ両端部に設けた押さえ板にこれらボルトを通してナッ
トで締結して永久磁石とともに前記分解型ロータヨーク
部材を機械的に接続固定する方法、あるいは公知の溶接
手段や接着剤の使用による接続固定方法、あるいは前記
分割型ロータヨーク部材の各々にロータシャフト方向の
貫通孔を形成した後この貫通孔に低融点の金属または合
金を溶融状態で充填して冷却凝固させることにより接続
固定する方法、あるいは前記貫通孔にプラスチックやゴ
ム等（例えばフィラー入りなどのＦＲＰが好ましい。）
の溶融物を充填後冷却固化させて接続固定する方法等を
用いることができるが、本発明はこれらに限定されるも
のではなく公知の機械的接続手段を使用できる。
【００４５】また、本発明においては図１〜図１０の実
施例に示すように、本発明のモータ用ロータを構成する
ロータヨークは強磁性部分および非磁性部分とが共存し
た部材の単体または複数で構成することができる。さら
に、本発明のモータ用ロータを構成するロータヨークは
強磁性部分および非磁性部分とが共存した部材と、全体
が強磁性部分だけからなる強磁性部材との組み合わせ
（複合タイプ）で構成してもよい。また、上記ロータヨ
ークを強磁性部分および非磁性部分とが共存した部材
と、全体が非磁性部分だけからなる非磁性部材との組合
せ（複合タイプ）で構成してもよい。
【００４６】また、本発明に使用される永久磁石は公知
の製造方法（例えば粉末冶金法、塑性加工法（据え込
み、押し出し、圧延等）、ボンド磁石法、鋳造法、超急
冷法等）により製造可能である。そして、前記永久磁石
としてその基本組成を表す一般式がＲ−Ｆｅ−Ｂ系、Ｒ
−Ｃｏ5系、Ｒ2ーＣｏ17系、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系（ＲはＹ
を含む希土類元素のうちの１種または２種以上であり、
さらに必要に応じてＣｏ，Ａｌ，Ｎｂ，Ｇａ，Ｆｅ，Ｃ
ｕ，Ｚｒ，Ｔｉ，Ｈｆ，Ｎｉ，Ｖ，Ｓｉ，Ｓｎ，Ｃｒ，
Ｍｏ，Ｚｎ，Ｐｔ，Ｂｉ，Ｔａ，Ｗ，Ｓｂ，Ｇｅ，Ｍｎ
等から選ばれる１種または２種以上の磁気特性に有効な
元素を含有できる。また、さらにＯ，Ｃ，Ｎ，Ｈ，Ｐ，
Ｓ等から選ばれる１種または２種以上の不可避不純物元
素を含有できる。）で示される希土類磁石、およびフェ
ライト磁石、アルニコ磁石、Ｍｎ−Ａｌ−Ｃ磁石等の公
知の永久磁石材料の１種または２種以上を使用すること
ができる。さらに、上記永久磁石材料の１種または２種
以上からなる粉末状粒子と、公知の熱可塑性樹脂または
熱硬化性樹脂またはゴム材料またはこれらのうちの１種
または２種以上とを主体として構成される公知のボンド
磁石材料（好ましくは異方性磁石）によって本発明の永
久磁石を構成してもよい。なお、上記のうちＲ−Ｆｅ−
Ｂ系の永久磁石は酸化防止のために表面に耐酸化性の被
覆層（例えばＮｉ，Ｃｕ，Ａｌ，Ｚｎ，Ｃｒ，Ｎｉ−
Ｐ，Ｔｉ，Ｓｎ，Ｐｂ、Ｐｔ，Ａｇ，Ａｕ等の１種また
は２種以上からなり、公知の無電解または電気メッキ手
段により形成されるメッキ層を採用できる。これ以外
に、例えば真空蒸着（例えば耐酸化性能の高い公知の金
属や樹脂を全面に均一コートする方法がある。）、イオ
ンスパッタリング、イオンプレーティング、ＩＶＤ、Ｅ
ＶＤ等の公知の被覆層形成手段のうちの１または２手段
以上を採用できる。また、エポキシ樹脂等を電着塗装さ
せてもよい。そして、より優れた耐酸化性を付与する場
合は上述の被覆層形成手段を組み合わせて、例えばＣｕ
メッキ（数μｍ〜数十μｍの層厚）の上にＮｉメッキ
（数μｍ〜数十μｍの層厚）を被覆し、さらにその上に
エポキシ樹脂を電着コート（数μｍ〜数十μｍの層厚）
する構成等を採用することが好ましい。）を形成させる
ことが好ましい。そして、上記のうちＮｄ−Ｆｅ−Ｂ系
の異方性燒結磁石および／またはボンド磁石（好ましく
は異方性磁石）が特に好ましい。
【００４７】なお、上記実施例においては、回転機がモ
ータの場合について記載したが、回転機が発電機の場合
においても上記実施例と同様の構成でもって、本発明の
作用効果を奏し得ることは勿論である。また、本発明の
回転機において、ロータの磁極数や径寸法は限定される
ものではなく、使用目的に応じて適宜決定されるもので
あるが、特に磁極数が４極〜１００極のものに極めて有
用である。また、本実施例においてはロータ外周側に形
成される磁極パターンが対称に形成されているが、非対
称の磁極パターンとしてもよい。
【００４８】
【発明の効果】本発明は以上記述のような構成及び作用
であるから、下記の効果を奏し得る。 （１）内部磁石型ロータの１つの永久磁石に形成される
磁極間、あるいは隣接する永久磁石の磁極間に発生する
漏れ磁束を抑制することができ、効率のよい磁気回路を
有する回転機が構成できる。 （２）永久磁石がロータヨークの内部に埋設配置されて
いるため永久磁石自体にかかる機械的応力が小さく、か
つロータヨーク部品の設計自由度が増すため機械的強
度、耐久性等の信頼性の高い回転機が得られる。 （３）永久磁石を内蔵するロータヨークの加工寸法精度
のみで、特にロータ外周側の寸法精度を決定することが
できるため、偏芯量の小さいロータを製作でき、したが
って、エアギャップ厚みを狭めることが可能で有効な磁
束量がより多く得られる回転機を製作できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータの一実施例を示す斜視図であ
る。
【図２】本発明のモータの一実施例を示す要部断面図で
ある。
【図３】永久磁石の着磁方向が半径方向に対してある角
度を持って配置された本発明のロータの一実施例を示す
要部断面図である。
【図４】永久磁石における着磁方向の中心線がロータの
半径方向に配置されるとともに、永久磁石の断面形状が
矩形状である本発明のロータの一実施例を示す要部断面
図である。
【図５】永久磁石の着磁方向が半径方向に対して平行
で、かつ断面形状がアーク状で、さらにロータヨークの
同心円上に配置された本発明のロータの一実施例を示す
要部断面図である。
【図６】永久磁石における着磁方向の中心線がロータの
半径方向に配置されるとともに、永久磁石の断面形状が
かまぼこ状になっている本発明のロータの一実施例を示
す要部断面図である。
【図７】ロータヨークが複数の部材によって構成されて
いる本発明のロータの一実施例を示す要部断面図であ
る。
【図８】ロータヨークが複数の部材によって構成されて
いる本発明のロータの他の実施例を示す要部断面図であ
る。
【図９】ロータヨークが複数の部材によって構成されて
いる本発明のロータの他の実施例を示す要部断面図であ
る。
【図１０】ロータヨークが半径方向に分割された複数の
部材によって構成されている本発明のロータの他の実施
例を示す要部断面図である。
【図１１】本発明のモータ用ロータを構成するロータヨ
ークの強磁性部分の減磁曲線の一例を示す図である。
【図１２】本発明のモータ用ロータを構成するロータヨ
ークの非磁性部分の減磁曲線の一例を示す図である。
【図１３】従来の表面磁石型ロータを有する回転機を示
す要部断面図である。
【図１４】ロータキャンをロータ表面に設置した従来の
表面磁石型ロータを示す要部断面図である。
【図１５】従来の内部磁石型ロータを有する回転機を示
す要部断面図である。
【図１６】従来の内部磁石型ロータで永久磁石の磁極間
を磁気的に短絡するロータヨークの部分を薄くした例を
示す要部断面図である。
【符号の説明】
１ 永久磁石、１ａ 永久磁石、１ｂ 永久磁石、２
ロ−タヨーク、３ ステータヨーク、３ａ ステータヨ
ーク、３ｂ ステータヨーク、３ｃ ステ−タヨーク、
４ エアギャップ、４ａ エアギャップ、５ シャフ
ト、７ 巻線、８ロ−タキャン、１０ ロータ、２０
ステータ、４０ａ 全体が強磁性部分からなる分割型ロ
ータヨーク部材、４０ｂ 全体が強磁性部分からなる分
割型ロータヨーク部材、６５ ロータヨ−ク、６５ａ
強磁性部分および非磁性部分とが共存する分割型ロータ
ヨーク部材、６５ｂ 強磁性部分からなる分割型ロータ
ヨーク部材、６５ｃ 強磁性部分および非磁性部分とが
共存する分割型ロータヨーク部材、６５ｄ 強磁性部分
および非磁性部分とが共存する分割型ロータヨーク材、
６５ｅ 強磁性部分および非磁性部分とが共存する分割
型ロータヨーク材、６５ｆ 強磁性部分および非磁性部
分とが共存する分割型ロータヨーク部材、６５０ 強磁
性部分、６６０ 非磁性部分、６７ 薄板、６８ 孔、
７０ くぼみ、７１ くぼみ、７２ くぼみ、７３ く
ぼみ、８０ ロータヨーク部材同志の組み合わせ境界、
２００ 穴、Ａ 有効磁束、Ａ1 有効磁束、Ａ2 有効
磁束、Ａ3 有効磁束、Ｂ 漏れ磁束、Ｂ1 漏れ磁束、
Ｂ2 漏れ磁束、Ｂ3 漏れ磁束、Ｂ4 漏れ磁束、ｔ
エアギャップの最小厚み、ｔ30 エアギャップの最小厚
み、ｔ40 エアギャップの最小厚み ｔ1 ロータヨー
クの最小厚み、ｔ2 ロータヨークの最小厚み、ｔ10
永久磁石とエアギャップの間のロータヨーク厚み。

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配置
    された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャップ
    を隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方式
    の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存した部材により構成されるとともに、前記非磁性部
    分が前記ロータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置さ
    れたことを特徴とする永久磁石界磁方式回転機。
  2. 【請求項２】 強磁性部分および非磁性部分とが共存し
    た部材は、強磁性部分と非磁性部分の結晶構造が異なる
    同一素材からなる請求項１に記載の永久磁石界磁方式回
    転機。
  3. 【請求項３】 強磁性部分および非磁性部分とが共存し
    た一体構造の部材により前記ロータヨークが構成された
    請求項１または請求項２に記載の永久磁石界磁方式回転
    機。
  4. 【請求項４】 強磁性部分および非磁性部分とが共存し
    た部材の２以上の組み合わせにより前記ロータヨークが
    構成された請求項１または請求項２に記載の永久磁石界
    磁方式回転機。
  5. 【請求項５】 強磁性部分および非磁性部分とが共存し
    た部材内に永久磁石が配置された請求項４に記載の永久
    磁石界磁方式回転機。
  6. 【請求項６】 強磁性部分および非磁性部分とが共存し
    た部材同志の組み合わせ境界部に永久磁石が配置された
    請求項４に記載の永久磁石界磁方式回転機。
  7. 【請求項７】 強磁性部分および非磁性部分とが共存し
    た部材と、強磁性部材との組み合わせにより前記ロータ
    ヨークが構成された請求項１または請求項２に記載の永
    久磁石界磁方式回転機。
  8. 【請求項８】 前記ロータの周方向に強磁性部分と非磁
    性部分とが交互に存在する請求項１ないし請求項７のい
    ずれかに記載の永久磁石界磁方式回転機。
  9. 【請求項９】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配置
    された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャップ
    を隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方式
    の回転機であって、 前記ロータヨークは、４０００（Ａ／ｍ）における磁束
    密度Ｂ4000が１（Ｔ）以上である部分と、比透磁率μが
    ２以下である部分とが共存した部材から構成されるとと
    もに、前記比透磁率μが２以下である部分が前記ロータ
    ヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置されたことを特徴
    とする永久磁石界磁方式回転機。
  10. 【請求項１０】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配
    置された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャッ
    プを隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方
    式の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存した板状部材が積層された構造であるとともに、前
    記非磁性部分が前記ロータヨークの漏れ磁束が生じる位
    置に配置されたことを特徴とする永久磁石界磁方式回転
    機。
  11. 【請求項１１】 強磁性部分および非磁性部分とが共存
    した板状部材が積層された一体構造物である請求項１０
    に記載の永久磁石界磁方式回転機。
  12. 【請求項１２】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配
    置された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャッ
    プを隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方
    式の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存した部材により構成されるとともに、前記非磁性部
    分が前記ロータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置さ
    れ、かつ前記エアギャップの最小厚みが０.５（ｍｍ）
    以下であることを特徴とする永久磁石界磁方式回転機。
  13. 【請求項１３】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配
    置された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャッ
    プを隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方
    式の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存し、かつ強磁性部分と非磁性部分の結晶構造が異な
    る同一素材からなるとともに、前記非磁性部分が前記ロ
    ータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置され、前記各
    永久磁石はアーク状断面を有し、かつロータヨークの同
    心円上に所定間隔をおいて配置されたことを特徴とする
    永久磁石界磁方式回転機。
  14. 【請求項１４】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配
    置された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャッ
    プを隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方
    式の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存し、かつ強磁性部分と非磁性部分の結晶構造が異な
    る同一素材からなるとともに、前記非磁性部分が前記ロ
    ータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置され、前記各
    永久磁石は、矩形断面を有し、かつ着磁方向が前記ロー
    タの半径方向に対して角度Θ（０＜Θ＜９０度）を持っ
    て配置され、さらに前記ロータの１磁極当たり前記永久
    磁石の２個の同極性磁極同志が対向配置されたことを特
    徴とする永久磁石界磁方式回転機。
  15. 【請求項１５】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配
    置された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャッ
    プを隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方
    式の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存し、かつ強磁性部分と非磁性部分の結晶構造が異な
    る同一素材からなるとともに、前記非磁性部分が前記ロ
    ータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置され、前記各
    永久磁石は矩形断面を有するとともに、その永久磁石に
    おける着磁方向の中心線が前記ロータの半径方向に配置
    されることを特徴とする永久磁石界磁方式回転機。
  16. 【請求項１６】 複数の永久磁石がロータヨーク内に配
    置された内部磁石型ロータと、このロータとエアギャッ
    プを隔てて対向するステータを具備する永久磁石界磁方
    式の回転機であって、 前記ロータヨークは、強磁性部分および非磁性部分とが
    共存し、かつ強磁性部分と非磁性部分の結晶構造が異な
    る同一素材からなるとともに、前記非磁性部分が前記ロ
    ータヨークの漏れ磁束が生じる位置に配置され、前記各
    永久磁石はかまぼこ形断面を有するとともに、その永久
    磁石における着磁方向の中心線が前記ロータの半径方向
    に配置されることを特徴とする永久磁石界磁方式回転
    機。
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