JPH11196544A - 永久磁石電動機 - Google Patents
永久磁石電動機Info
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- JPH11196544A JPH11196544A JP10295191A JP29519198A JPH11196544A JP H11196544 A JPH11196544 A JP H11196544A JP 10295191 A JP10295191 A JP 10295191A JP 29519198 A JP29519198 A JP 29519198A JP H11196544 A JPH11196544 A JP H11196544A
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Abstract
で、q軸インダクタンスLqを大きくして、リラクタン
ストルクを大きくする。 【解決手段】 各磁極が永久磁石により構成されたロー
タコアを回転磁界を発生するステータコア内に配置した
永久磁石電動機において、ロータコアとして、各磁極に
永久磁石11が埋設されたマグネットトルク発生用の第
1コアメンバー12と、永久磁石を持たないリラクタン
ストルク発生用の第2コアメンバー14とを同軸的に一
体に接合したロータコア10を用いる。
Description
磁石を有するブラシレスDCモータなどの電動機に関
し、さらに詳しく言えば、リラクタンストルクを有効に
利用して高効率化を図った永久磁石電動機に関するもの
である。
いては、そのインナーロータのコアに永久磁石が埋設さ
れており、図23および図24にはその一例が示されて
いる。なお、これらの図は、電動機の内部をその回転軸
線と直交する面から見た平面図である。
は界磁が回転する例えば24スロットのステータコア1
内に配置されている。この例における電動機の極数は4
極であり、したがって、ロータコア2には、その極数分
に応じて4つの永久磁石3が設けられている。
されており、ロータコア2の外周縁側において、同ロー
タコア2の直径線と直交する方向に沿ってN極とS極の
各一対が対向的に配置されている。なお、各永久磁石3
は図23の紙面に対して直交する方向に沿ってロータコ
ア2内に埋設されている。
間における磁束の短絡や漏洩を防止するためのフラック
スバリアとしての孔4が形成されている。この例では、
孔4は三角形状の孔として示されており、各永久磁石3
の両端に配置されている。また、ロータコア2の中心に
は、図示しない回転軸が挿通される中心孔5が設けられ
ている。
タコア1の歯と永久磁石3との間)の磁束分布が正弦波
状になっているものとすると、この電動機のトルクT
は、T=Pn{Φa・Ia・cosβ−0.5(Ld−
Lq)・Ia2・sin2β}で表される。なお、Φa
はd,q座標軸上の永久磁石3による電機子鎖交磁束、
Ld,Lqはd,q軸インダクタンス、Iaはd,q座
標軸上の電機子電流の振幅、βはd,q座標軸上の電機
子電流のq軸からの進み角、Pnは極対数である。
よるマグネットトルクであり、第2項はd軸インダクタ
ンスとq軸インダクタンスとの差によって生じるリラク
タンストルクである。詳しくは、T.IEE Japa
n,Vol.117―D,No8,1997の論文を参
照されたい。
ア2においては、断面円弧状の永久磁石6が用いられて
いるが、そのトルクTは同じく上記の演算式により求め
ることができる。
の従来例においては、d軸の磁路に透磁率の小さい永久
磁石3,6がほぼ直角に配置されているため、d軸イン
ダクタンスLdはもともと小さい。これに対して、q軸
の磁路には比較的大きい永久磁石3,6がその磁路に沿
って埋込まれているため、q軸インダクタンスLqはd
軸インダクタンスLdはよりも大きいが、q軸インダク
タンスLqはd軸インダクタンスLdとあまり大差がな
い。したがって、上記のトルク算出式におけるパラメー
タとしてのインダクタンス差(Ld−Lq)の値が小さ
く、リラクタンストルクが小さいという課題があった。
になされたもので、その目的は、d軸インダクタンスL
dを小さく抑える一方で、q軸インダクタンスLqを大
きくして、リラクタンストルクを大きくすることができ
るようにした永久磁石電動機を提供することにある。
的は、各磁極が永久磁石により構成されたロータコアを
回転磁界を発生するステータコア内に配置した永久磁石
電動機において、上記ロータコアとして、各磁極に永久
磁石が埋設されたマグネットトルク発生用の第1コアメ
ンバーと、永久磁石を持たないリラクタンストルク発生
用の第2コアメンバーとを同軸的に一体に接合してなる
ロータコアを用いることにより達成される。
ク発生部とリラクタンストルク発生部とに分割すること
により、その分割比に応じて上記のトルク算出式におけ
るインダクタンス差(Ld−Lq)の値を任意に大きく
設定することができる。
は、各磁極ごとに所定の断面形状を有する永久磁石が埋
設されるが、第2コアメンバーの各永久磁石と対向する
位置には、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってスリ
ットが形成され、このスリットにより、q軸インダクタ
ンスLqが大きくされる。
は、第1コアメンバー側から見て、同第1コアメンバー
内に埋設されている永久磁石の断面形状の投影面積内に
配置されていることが好ましい。これによれば、第1コ
アメンバーと第2コアメンバーとの接触面において、ス
リットが磁束の短絡および漏洩を防止するフラックスバ
リアとして作用する。
含まれ、これによっても上記と同様な作用効果が奏され
る。
おいては、永久磁石を断面扇状として、その長円弧側を
同第1コアメンバーの外周縁に沿って配置する。第2コ
アメンバー側においては、その永久磁石の断面扇状の投
影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿
ってスリットを円弧状に形成する。このように、永久磁
石として断面扇状の大きな永久磁石を用いることによ
り、その分、マグネットトルクを大きくすることができ
る。
は、第1の態様と同じく、永久磁石を断面扇状として、
その長円弧側を同第1コアメンバーの外周縁に沿って配
置するが、第2コアメンバー側においては、その永久磁
石の断面扇状の投影面積内において、ステータコアから
の磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複
数、例えば2つのスリットを設ける。
おいては、永久磁石を断面台形状として、その長辺側を
同第1コアメンバーの外周縁に沿って配置する。第2コ
アメンバー側においては、その永久磁石の断面台形状の
投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に
沿って円弧状にスリットを形成する。この態様において
も、第1の態様と同じく永久磁石が大きいことから、マ
グネットトルクを大きくすることができる。
は、第3の態様と同じく、永久磁石を断面台形状とし
て、その長辺側を同第1コアメンバーの外周縁に沿って
配置するが、第2コアメンバー側においては、ステータ
コアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成
された複数のスリットを設けるとともに、少なくとも一
つのスリットについては、その全体が永久磁石の断面台
形状の投影面積内に含まれるように配置する。
おいては、永久磁石を断面矩形状の2つの磁石片に分割
し、その各々を磁極の境界線に沿って平行に配置する。
第2コアメンバー側においては、その2つの磁石片の断
面矩形状の各投影面積内において、ステータコアからの
磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された2つ
のスリットを設ける。
は、第5の態様と同じく、永久磁石を2つの磁石片に分
割し、その各々を磁極の境界線に沿って平行に配置する
が、第2コアメンバー側においては、その2つの磁石片
の断面矩形状の各投影面積内において、ステータコアか
らの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された
2つの第1スリットと、各投影面積部分に跨るようにス
テータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成され
た第2スリットとを設ける。
おいては、永久磁石を断面矩形状の2つの磁石片に分割
し、この2つの磁石片をその各一端側が同第1コアメン
バーの中心方向に向けて互いに近づくような角度をもっ
て配置する。第2コアメンバー側においては、その2つ
の磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、ステー
タコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形
成された2つのスリットを設ける。
は、第7の態様と同じく、永久磁石を断面矩形状の2つ
の磁石片に分割し、この2つの磁石片をその各一端側が
同第1コアメンバーの中心方向に向けて互いに近づくよ
うな角度をもって配置するが、第2コアメンバー側にお
いては、その2つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内
において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれ
ぞれが円弧状に形成された2つの第1スリットと、各投
影面積以外の部分において、ステータコアからの磁束の
磁路に沿って円弧状に形成された第2スリットとを設け
る。
おいては、断面矩形の帯板状であって、その板厚方向に
着磁されている永久磁石を、その板厚間の中心線が各磁
極の境界線上に位置するように配置し、その一方の極を
隣り合う磁極のいずれか一方の磁極とし、他方の極を隣
り合う磁極のいずれか他方の磁極とする。第2コアメン
バー側においては、その永久磁石の各一方の極の投影面
積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿って
それぞれが円弧状に形成された2つのスリットを設け
る。
は第9の態様と同じであり、また、第2コアメンバー側
にも、第9の態様と同じく、永久磁石の各一方の極の投
影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿
ってそれぞれが円弧状に形成された2つの第1スリット
を設けるが、この態様の場合、さらに各投影面積以外の
部分において、ステータコアからの磁束の磁路に沿って
円弧状に形成された第2スリットを設ける。
においては、永久磁石を断面円弧状として、その凸面側
を同第1コアメンバーの外周縁に沿って配置する。第2
コアメンバー側においては、その永久磁石の断面円弧状
の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路
に沿ってスリットを円弧状に形成する。
においては、永久磁石を断面円弧状として、その凸面側
を同第1コアメンバーの中心方向に向けて配置する。第
2コアメンバー側においては、その永久磁石の断面円弧
状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁
路に沿ってスリットを円弧状に形成する。
は、第12の態様と同じく、永久磁石を断面円弧状とし
て、その凸面側を同第1コアメンバーの中心方向に向け
て配置するが、上記第2コアメンバー側においては、そ
の永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、ステー
タコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形
成された複数、例えば2つのスリットを設ける。
ンバーの永久磁石は、安価でしかも入手の容易なフェラ
イト磁石であることが好ましい。
第2コアメンバーはともに、プレスにて打ち抜かれた電
磁鋼鈑の積層体からなり、第1コアメンバー用の各電磁
鋼鈑には永久磁石埋設孔が打ち抜かれているとともに、
第2コアメンバー用の各電磁鋼鈑にはその永久磁石埋設
孔の投影面積内で各スリットが打ち抜かれていることが
好ましい。
は、第1コアメンバー側の永久磁石埋設孔の投影面積内
に配置され、第2コアメンバー側のスリットは、第1コ
アメンバー側の永久磁石埋設孔よりも寸法的に小さいこ
とが好ましい。
て、まず、ロータコアを構成するすべてのコア材(電磁
鋼板)を対象として、第2コアメンバー用のスリットを
打ち抜き、しかる後、第1コアメンバー用の永久磁石埋
設孔については、その第1コアメンバーに必要とされる
枚数分のコア材に対して、先に形成した第2コアメンバ
ーのスリットを被せるように打ち抜けばよい。したがっ
て、さほどコスト負担を招くことなく、能率的に電磁鋼
鈑からなるコア積層体が得られることになる。
材料が埋設され着磁が施されるが、場合によっては、そ
の永久磁石材料をあらかじめ着磁してから、コア積層体
に埋設してもよい。
用として用いられるブラシレスDCモータに好適であ
り、これによれば空気調和機の性能アップが図れる。
て、本発明による永久磁石電動機の第1実施例ついて説
明する。この永久磁石電動機は、回転磁界を発生するス
テータコア16と、このステータコア16内に回転可能
に設けられたロータコア10とを備えている。
24のスロットを有し、三相(U相,V相およびW相)
の電機子巻線が施されている。この場合、外径側の巻線
がU相、内径側の巻線がW相、その中間に位置する巻線
がV相とされているが、スロット数および電機子巻線の
形態は任意であってよい。
タコア10は、第1コアメンバー12と第2コアメンバ
ー14とを同軸的に一体に接合することにより構成され
ている。なお、ロータコア10の回転中心には、図示し
ない回転軸を挿通するための中心孔15が穿設されてい
る。
発生用であり、図3に示されているように、第1コアメ
ンバー12内には永久磁石11が埋設されている。この
実施例において、永久磁石11には断面扇状のフェライ
ト磁石が用いられている。
極であるため、第1コアメンバー12内には、4つの永
久磁石11がその長円弧側をコア外周縁側に向けるよう
にして、円周方向に等間隔に配置されている。
ク発生用であり、永久磁石は設けられていない。すなわ
ち、図4に示されているように、第2コアメンバー14
には、この永久磁石電動機の磁極数(4極)に応じて4
つのスリット13のみが、円周方向に等間隔に形成され
ている。
の磁束の磁路に沿って円弧状に形成されている。すなわ
ち、各スリット13は、その凸面側がコアの中心孔15
側に向けて配置されており、中心孔15側から見ると、
各スリット13は逆円弧状となっている。
側の各永久磁石11と位置的に1:1の対応関係にあ
り、第1コアメンバー12と第2コアメンバー14とを
同軸的に重ねた場合、スリット13は永久磁石11の投
影面積からはみ出ないような大きさとされている。
14側から見た平面図であるため、永久磁石11は破線
で示されており、その破線内にスリット13が実線で示
されていることからしても、スリット13が永久磁石1
1の投影面積内に配置されていることが容易に理解され
よう。
ットトルク発生用の第1コアメンバー12と、リラクタ
ンストルク発生用の第2コアメンバー14とから構成す
るにしても、第1コアメンバー12はロータコア10の
全軸長に対して1/2以上を占めることが好ましく、こ
の実施例においてもそのようにされている。
ンバー12においては、各永久磁石11を断面扇状とし
て、第1コアメンバー12の大部分をこの永久磁石11
によって占めるようにしているため、マグネットトルク
を最大限にまで大きくすることができる。
いては、永久磁石を有しないため、マグネットトルクの
発生はないが、スリット13によりステータコア16か
らの磁束の磁路磁気抵抗が小さい。このことはq軸イン
ダクタンスLqが大きくなることを意味する。
の差(Ld−Lq)が大きく、リラクタンストルクを大
きくすることができる。また、第2コアメンバー14の
スリット13が、第1コアメンバー12の永久磁石11
の断面形状内に含まれることから、第1コアメンバー1
2と第2コアメンバー14の接触面で、スリット13が
フラックスバリアの機能を発揮し、これにより永久磁石
11の磁束の短絡、漏洩を防止することができる。
第1コアメンバー12側で発生させ、リラクタンストル
クを第2コアメンバー14側で発生させるようにしたこ
とにより、第1コアメンバー12側ではリラクタンスト
ルクを考慮せず、もっぱらマグネットトルクが極力大き
くなるように、永久磁石11の大きさを決めることがで
きる。
は、第1コアメンバー12と切り離して独自に、リラク
タンストルクが最大になるように、かつ、フラックスバ
リアの機能が最大限発揮されるように、スリット13の
長さおよびその幅を決めることができるため、効率の高
いモータを得ることができる。
コアメンバー12と第2コアメンバー14の構成比率を
適宜選択することにより、所望とするマグネットトルク
およびリラクタンストルクを得ることができる。
は、自動プレス機械でコアプレス金型により電磁鋼板か
らコア材を打ち抜き、そのコア材を金型内で所定枚数積
層した後、リベットを挿通してかしめる自動コア積層方
式が採用されている。
12用のコア材と第2コアメンバー14用のコア材と
を、あらかじめ別々に所定枚数分打ち抜いてもよいが、
本発明では、まず、ロータコア10を構成するのに必要
なすべてのコア材を第2コアメンバー14用として打ち
抜く。すなわち、すべてのコア材にスリット13を形成
する。しかる後、そのコア材の中から第1コアメンバー
12に必要とされる枚数分のコア材を取り出し、これに
ついて永久磁石11を埋設するための孔を打ち抜くよう
にしている。
形成した第2コアメンバー14用のスリット13を被せ
るように打ち抜かれ、したがって、第1コアメンバー1
2用のコア材には永久磁石11の埋設孔のみが形成され
ることになる。
と第2コアメンバー14とを一体に組み立てた後、第1
コアメンバー12に永久磁石11としてのフェライト磁
石材料を埋設して着磁することによりロータコア10が
得られる。なお、永久磁石材料を着磁して永久磁石11
とした後、コア内に埋設するようにしてもよい。
を導入する必要がなく、既存の装置を利用してロータコ
ア10を製造することができるため、コスト負担が増え
ることもない。また、このロータコア10を空気調和機
の圧縮機用モータとしてのブラシレスDCモータに適用
することにより、コストアップを伴なうことなく、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。
2実施例について説明する。この第2実施例において
も、ロータコア10は図6のマグネットトルク発生用の
第1コアメンバー12と、図7のリラクタンストルク発
生用の第1コアメンバー14とを同軸的に一体に接合す
ることにより構成されている(図2参照)。
永久磁石17が埋設されているが、この第2実施例で
は、各永久磁石17は断面台形(好ましくは、断面等脚
台形)の例えばフェライト磁石からなり、その長辺(底
辺)側がコア外周縁側に沿うように配置されている。
実施例における断面扇状の永久磁石11とを比較する
と、断面扇状の場合には曲線加工を必要とするため、そ
の加工コストが高くなるが、この第2実施例のように断
面台形とすることにより、すべての辺が直線加工でよい
ため、加工コストが低コストで済む。なお、この第2実
施例では、断面台形の鋭角箇所を欠け防止のために直線
的にカットするようにしている。
例と同じく、ステータコア16からの磁束の磁路に沿う
ように、スリット18が円弧状に形成されている。図5
に示されているように、この第2実施例においても、各
スリット18は第1コアメンバー12側の永久磁石17
の投影面積内で形成されている。なお、ステータコア1
6については、上記第1実施例と同じであるため、特に
説明はしない。
で説明した効果に加えて、加工コストが安く、ひいては
永久磁石電動機のコスト低下が図られる。
例が示されている。この第3実施例においても、ロータ
コア10は図9のマグネットトルク発生用の第1コアメ
ンバー12と、図10のリラクタンストルク発生用の第
1コアメンバー14とを同軸的に一体に接合することに
より構成されている(図2参照)。
設されるが、この場合、一つの磁極あたり2つの永久磁
石片19a,19bが用いられている。各永久磁石片1
9a,19bはともに、断面矩形の例えばフェライト磁
石の帯板からなり、その各々が各磁極の境界線Bに沿っ
て配置されている。
め、各磁極間には直交する2本の境界線Bが仮想的に存
在し、S極について言えば、各永久磁石片19a,19
bはそのS極面側同士を隣接させて、境界線B,Bに沿
って互いに直交するように配置され、N極側では各永久
磁石片19a,19bはそのN極面側同士を隣接させ
て、境界線B,Bに沿って互いに直交するように配置さ
れている。各永久磁石片19a,19bは、その断面が
矩形状で直線的加工でよいことから、加工コストが安く
済む。
および第2実施例では、ステータコア16からの磁束の
磁路に沿うようにスリット13,18を一連に形成して
いるが、この第3実施例では図10に示されているよう
に、そのスリットが第1コアメンバー12側の永久磁石
片19a,19bに対応して2つのスリット20a,2
0bに分割されている。
方のスリット20aは永久磁石片19aの投影面積内に
配置され、他方のスリット20bは永久磁石片19bの
投影面積内に配置されている。このように、スリットが
2つのスリット20a,20bに分割されているが、そ
の各々はステータコア16からの磁束の磁路に沿うよう
な円弧状に形成されている。
効果に加えて、第1コアメンバー12において、リラク
タンストルクをより大きくすることが可能となる。すな
わち、ステータコア16から磁束の磁路(図9の実線矢
印参照)を妨げないように、各磁極ごとに2つの永久磁
石片19a,19bを磁極の境界線Bに沿って配置して
いるからである。
る。この第4実施例は、上記第3実施例における第1コ
アメンバー12側の永久磁石を変形したもので、第2コ
アメンバー14側の構成は上記第3実施例と同じであ
る。図11は、ロータコア10を第1コアメンバー12
側から見た平面図である。したがって、他の実施例のロ
ータコア10の平面図と異なり、永久磁石は実線で示さ
れ、スリット20a,20bについては鎖線で示されて
いる。
バー12に埋設される永久磁石として、上記第3実施例
の各磁極の境界線Bを挟んで隣り合う2つの永久磁石1
9b,19a(図9参照)を一体化した形状の永久磁石
21が用いられている。
厚い断面矩形状の例えばフェライト磁石からなり、その
板厚方向に着磁されている。この実施例では、4つの永
久磁石21が、その板厚間の中心線を各磁極間の境界線
B上に位置するように配置されている。これにより、一
つの永久磁石21が隣り合うSとNの各磁極に共有とさ
れ、その一方のS極側がロータコア10のS磁極の磁極
として用いられ、他方のN極側がロータコア10のN磁
極の磁極として用いられる。
各永久磁石21のS極側の半分とN極側の半分とにそれ
ぞれ対応するように、2つのスリット20a,20bが
ステータコア16からの磁束の磁路に沿うように形成さ
れている(図10参照)。
に比べて使用する永久磁石の数が減る分、製造コストが
軽減できる。
第5実施例について説明する。この第5実施例において
も、ロータコア10は図13のマグネットトルク発生用
の第1コアメンバー12と、図14のリラクタンストル
ク発生用の第2コアメンバー14とを同軸的に一体に接
合することにより構成されている。なお、ステータコア
16については、上記の各実施例と同じであるため特に
説明はしない。
されるが、この場合、その永久磁石22として断面円弧
状のフェライト磁石が用いられている。永久磁石22
は、各磁極ごとにその凸面側をコア外周縁側に向けて配
置されている。すなわち、4つの永久磁石22が第1コ
アメンバー12の円周方向に沿って均等に配置されてい
る。
に、第2コアメンバー14側には、各永久磁石22に対
応して、4つのスリット23がそれぞれステータコア1
6からの磁束の磁路に沿うように円弧状に形成されてい
る。
アの中心方向に向けて配置され、第1コアメンバー12
側の永久磁石22に対して逆円弧の関係になるが、図1
2に示されているように、スリット23は永久磁石22
の投影面積内からはみ出ないようにされている。
記各実施例と同様な効果、すなわちd軸とq軸のインダ
クタンスの差(Ld−Lq)が大きく、リラクタンスト
ルクを大きな永久磁石電動機とすることができる。
説明したが、本発明には次のような各種の変形例が含ま
れる。なお、これらの変形例においても、ステータコア
16側は変更を要しないため、変形例の各図面にはロー
タコア10の概略的な平面図のみを示すことにする。
各平面図は、第2コアメンバー14側から見た場合のも
のであり、したがって、第2コアメンバー14に形成さ
れるスリットを実線とし、第2コアメンバー14に対し
て紙面後方となる第1コアメンバー12内の永久磁石に
ついては鎖線で示している。
例をベースとしたもので、第1コアメンバー12には上
記第1実施例と同じく、断面扇状の永久磁石11がその
長円弧側をコア外周縁側に向けて各磁極ごとに埋設され
ている。
は、各永久磁石11に対応して、それぞれ2つのスリッ
ト13a,13bが形成されている。各スリット13
a,13bはともに、ステータコア16からの磁束の磁
路に沿うように円弧状とされている。各スリット13
a,13bは、互いに平行としてその凸面側がコアの中
心方向に向けて配置されているが、その形成範囲は上記
第1実施例と同様に、永久磁石11の投影面積内とされ
ている。
ースとしたもので、第1コアメンバー12には上記第2
実施例と同じく、断面台形状の永久磁石17がその長辺
(底辺)側をコア外周縁側に向けて各磁極ごとに埋設さ
れている。
は、各永久磁石17に対応して、それぞれ2つのスリッ
ト18a,18bが形成されている。各スリット18
a,18bはともに、ステータコア16からの磁束の磁
路に沿うように円弧状とされている。各スリット18
a,18bは、互いに平行としてその凸面側がコアの中
心方向に向けて配置されている。この場合、一方のスリ
ット18aはその全体が永久磁石17の投影面積内にお
いて形成され、他方のスリット18bはその両端が永久
磁石17の投影面積からはみ出しているが、このような
態様も本発明に含まれる。
ースとしている。すなわち、第1コアメンバー12内に
は、一つの磁極あたり2つの永久磁石片19a,19b
が埋設されている。
は、各永久磁石片19a,19bの投影面積内において
それぞれスリット20a,20bがステータコア16か
らの磁束の磁路に沿うように円弧状に形成されている
が、この変形例では、さらにスリット20cが追加的に
形成されている。
12側の各磁極に対応する部分にそれぞれ設けられてい
るが、この場合、各スリット20cはコア中心から見て
スリット20a,20bの外側の位置で、ステータコア
16からの磁束の磁路に沿って一連の円弧状に形成され
ている。
の永久磁石片19aの投影面積部分から他方の永久磁石
片19bの投影面積部分にかけて一連の円弧状に形成さ
れているが、場合によっては、各永久磁石片19a,1
9bの投影面積部分から外れた位置であってもよい。
例をベースとしているが、この場合には、第1コアメン
バー12側の各磁極を構成する2つの永久磁石片19
a,19bの配置を若干変更している。
磁極を構成する2つの永久磁石片19a,19bを各磁
極間の境界線Bに対して平行となるように配置している
が(図9参照)、この変形例のように、一つの磁極に割
り当てられている永久磁石片19a,19bのコア中心
側の各一端側を、上記第3実施例よりも互いに近づける
ように所定の角度で傾斜させるようにしてもよい。な
お、この第4変形例で、第2コアメンバー14は上記第
3実施例と同じである。
説明したスリット20cを追加的に形成してもよく、こ
れを第5変形例として図19に示す。なお、この第5変
形例において、スリット20cは永久磁石片19a,1
9bの各投影面積部分から外れた位置に形成されてい
る。
ースとしている。すなわち、第1コアメンバー12側の
永久磁石21の構成は先の図11で説明したとおりであ
り、また、第2コアメンバー14には、一つの磁極に対
応して2つのスリット20a,20bが形成されている
が、この第6変形例では、図17の変形例で説明したス
リット20cが追加的に形成されている。なお、この第
6変形例においても、第5変形例と同様に、スリット2
0cは永久磁石片21の投影面積部分から外れた位置に
形成されている。
る。この第7変形例は上記第5実施例をベースとしてい
る。すなわち、上記第5実施例では第1コアメンバー1
2の永久磁石22を断面円弧状として、各磁極ごとにこ
の永久磁石22をその凸面側をコア外周縁側に向けて配
置しているが、この第7変形例のように、各永久磁石2
2をその凸面側をコア中心側に向けて配置してもよい。
メンバー14側には第5実施例と同様に、永久磁石22
の各投影面積内に一つのスリット23が形成されている
が、図22に第8変形例として示されているように、永
久磁石22の各投影面積内に2つのスリット23a,2
3bを互いに平行となるように形成してもよい。
永久磁石電動機の極数を4極として説明しているが、こ
れとは異なる極数の場合においても、その極数に応じた
永久磁石を用いれば、本発明の効果を得ることができる
ことは明かである。また、使用する永久磁石もフェライ
ト磁石に限定されない。要するに、本発明は上記の各例
に限定されるものではなく、当然にその均等技術も本発
明の範囲内に含まれる。
各磁極が永久磁石により構成されたロータコアを回転磁
界を発生するステータコア内に配置した永久磁石電動機
において、ロータコアをマグネットトルク発生部(第1
コアメンバー)とリラクタンストルク発生部(第2コア
メンバー)とに分割することにより、その分割比に応じ
てd軸インダクタンスLdとq軸インダクタンスLqと
の差(Ld−Lq)の値を任意に大きく設定することが
できる。
メンバー側から見て、同第1コアメンバー内に埋設され
ている永久磁石の断面形状の投影面積内に配置すること
により、第1コアメンバーと第2コアメンバーとの接触
面において、スリットが磁束の短絡および漏洩を防止す
るフラックスバリアとして作用するため、モータトルク
の効率の向上が図られる。
とすることにより、マグネットトルクを大きくすること
ができる。また、永久磁石を断面台形状にすることによ
り、永久磁石の加工コストを安価にすることができる。
駆動用のブラシレスDCモータに好適であり、これによ
れば、コストアップを招くことなく、空気調和機の性能
アップ(運転効率の向上および振動や騒音の低下)を図
ることができる。
図。
メンバーの平面図。
メンバーの平面図。
メンバーの平面図。
メンバーの平面図。
メンバーの平面図。
アメンバーの平面図。
1コアメンバー側から見た平面図。
図。
アメンバーの平面図。
アメンバーの平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
ンバー側から見た平面図。
Claims (19)
- 【請求項1】 各磁極が永久磁石により構成されたロー
タコアを回転磁界を発生するステータコア内に配置した
永久磁石電動機において、上記ロータコアが、各磁極に
永久磁石が埋設されたマグネットトルク発生用の第1コ
アメンバーと、永久磁石を持たないリラクタンストルク
発生用の第2コアメンバーとを同軸的に一体に接合した
ロータコアであることを特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項2】 各磁極が永久磁石により構成されたロー
タコアを回転磁界を発生するステータコア内に配置した
永久磁石電動機において、上記ロータコアは、その回転
中心軸に対して同軸的に一体に接合された第1コアメン
バーおよび第2コアメンバーを含み、上記第1コアメン
バー内には、上記各磁極ごとに所定の断面形状を有する
永久磁石が埋設されており、上記第2コアメンバーの上
記各永久磁石と対向する位置には、上記ステータコアか
らの磁束の磁路に沿ってスリットが形成されていること
を特徴とする永久磁石電動機。 - 【請求項3】 上記スリットは、上記永久磁石の断面形
状の投影面積内に配置されていることを特徴とする請求
項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項4】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面扇状として、その長円弧側が同第1コアメンバーの
外周縁に沿って配置され、上記第2コアメンバー側のス
リットは、上記永久磁石の断面扇状の投影面積内におい
て、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状
に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の永
久磁石電動機。 - 【請求項5】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は断
面扇状として、その長円弧側が同第1コアメンバーの外
周縁に沿って配置され、上記第2コアメンバー側には、
上記永久磁石の断面扇状の投影面積内において、上記ス
テータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状
に形成された複数のスリットが設けられていることを特
徴とする請求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項6】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は断
面台形状として、その長辺側が同第1コアメンバーの外
周縁に沿って配置され、上記第2コアメンバー側のスリ
ットは、上記永久磁石の断面台形状の投影面積内におい
て、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状
に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の永
久磁石電動機。 - 【請求項7】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は断
面台形状として、その長辺側が同第1コアメンバーの外
周縁に沿って配置され、上記第2コアメンバー側には、
上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが
円弧状に形成された複数のスリットが設けられていると
ともに、少なくとも一つのスリットは、その全体が上記
永久磁石の断面台形状の投影面積内に配置されているこ
とを特徴とする請求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項8】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は上
記磁極の境界線に沿って平行に配置された断面矩形状の
2つの磁石片からなり、上記第2コアメンバー側には、
上記2つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内におい
て、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞ
れが円弧状に形成された2つのスリットが設けられてい
ることを特徴とする請求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項9】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は上
記磁極の境界線に沿って平行に配置された断面矩形状の
2つの磁石片からなり、上記第2コアメンバー側には、
上記2つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内におい
て、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞ
れが円弧状に形成された2つの第1スリットと、上記各
投影面積部分に跨るように上記ステータコアからの磁束
の磁路に沿って円弧状に形成された第2スリットとが設
けられていることを特徴とする請求項2に記載の永久磁
石電動機。 - 【請求項10】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面矩形状の2つの磁石片からなり、この2つの磁石片
の各一端側が同第1コアメンバーの中心方向に向けて互
いに近づくような角度をもって配置されているととも
に、上記第2コアメンバー側には、上記2つの磁石片の
断面矩形状の各投影面積内において、上記ステータコア
からの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成され
た2つのスリットが設けられていることを特徴とする請
求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項11】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面矩形状の2つの磁石片からなり、この2つの磁石片
の各一端側が同第1コアメンバーの中心方向に向けて互
いに近づくような角度をもって配置されているととも
に、上記第2コアメンバー側には、上記2つの磁石片の
断面矩形状の各投影面積内において、上記ステータコア
からの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成され
た2つの第1スリットと、上記各投影面積以外の部分に
おいて、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円
弧状に形成された第2スリットとが設けられていること
を特徴とする請求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項12】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面矩形の帯板状であって、その板厚方向に着磁されて
いるとともに、その板厚間の中心線が上記各磁極の境界
線上に位置するように配置され、その一方の極が隣り合
う磁極のいずれか一方の磁極として用いられ、他方の極
が隣り合う磁極のいずれか他方の磁極として用いられて
おり、上記第2コアメンバー側には、上記永久磁石の各
一方の極の投影面積内において、上記ステータコアから
の磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された2
つのスリットが設けられていることを特徴とする請求項
2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項13】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面矩形の帯板状であって、その板厚方向に着磁されて
いるとともに、その板厚間の中心線が上記各磁極の境界
線上に位置するように配置され、その一方の極が隣り合
う磁極のいずれか一方の磁極として用いられ、他方の極
が隣り合う磁極のいずれか他方の磁極として用いられて
おり、上記第2コアメンバー側には、上記永久磁石の各
一方の極の投影面積内において、上記ステータコアから
の磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された2
つの第1スリットと、上記各投影面積以外の部分におい
て、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状
に形成された第2スリットとが設けられていることを特
徴とする請求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項14】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面円弧状として、その凸面側が同第1コアメンバーの
外周縁に沿って配置され、上記第2コアメンバー側のス
リットは、上記永久磁石の断面円弧状の投影面積内にお
いて、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧
状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載の
永久磁石電動機。 - 【請求項15】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面円弧状として、その凸面側が同第1コアメンバーの
中心方向に向けて配置され、上記第2コアメンバー側の
スリットは、上記永久磁石の断面円弧状の投影面積内に
おいて、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円
弧状に形成されていることを特徴とする請求項2に記載
の永久磁石電動機。 - 【請求項16】 上記第1コアメンバー側の永久磁石は
断面円弧状として、その凸面側が同第1コアメンバーの
中心方向に向けて配置され、上記第2コアメンバー側に
は、上記永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、
上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが
円弧状に形成された複数のスリットが設けられているこ
とを特徴とする請求項2に記載の永久磁石電動機。 - 【請求項17】 上記永久磁石がフェライト磁石である
ことを特徴とする請求項1または2に記載の永久磁石電
動機。 - 【請求項18】 上記第1コアメンバーおよび第2コア
メンバーはともに、プレスにて打ち抜かれた電磁鋼鈑の
積層体からなり、上記第1コアメンバー用の各電磁鋼鈑
には永久磁石埋設孔が打ち抜かれているとともに、上記
第2コアメンバー用の各電磁鋼鈑には上記永久磁石埋設
孔の投影面積内で上記スリットが打ち抜かれていること
を特徴とする請求項2または3に記載の永久磁石電動
機。 - 【請求項19】 請求項1または2のロータコアを有す
るブラシレスDCモータ。
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