JPWO2018198866A1 - Motor elements, motors, equipment - Google Patents

Abstract

固定子と、複数の磁極を有する回転子と、を含む電動機要素である。回転子は、磁気的突極性を有する構成を含む。磁気的突極性を有する構成は、固定子からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部を含み、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部、又はボンド磁石部とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心と、回転子の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸とし、ｄ軸に対して電気角で９０度ずれ、且つ回転子の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸として、ｑ軸に対して近接の箇所に位置するボンド磁石部の要部であるボンド磁石部要部における磁化方向は、磁化方向の磁化方向仮想延長直線と、ｑ軸との交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。一つの角は、ｑ軸に含まれる線分のうちの、交点と回転子の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向仮想延長直線と、によって挟まれる角部である。角部の角度は、３０度から１５０度である。An electric motor element including a stator and a rotor having a plurality of magnetic poles. The rotor includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency has a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among the components of the rotational torque generated by the rotating magnetic field from the stator, and a reluctance torque among the components of the rotational torque. And a plurality of q-axis magnetic flux paths for generating. A portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion, and a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion or an adjacent portion in contact with a bonded magnet portion different from the bonded magnet portion. An extension of a straight line connecting the center of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor is defined as the d-axis, shifted by 90 degrees in electrical angle with respect to the d-axis, and passes through the center of the rotation axis of the rotor. With the straight line as the q-axis, the magnetization direction in the main part of the bond magnet part, which is the main part of the bond magnet part located close to the q-axis, is the intersection of the virtual extension line of the magnetization direction and the q-axis. Is one of the four corners at the intersection. One corner is a corner portion between the q-axis line segment between the intersection and the outer periphery of the rotor, and the virtual extension line in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis. The angle of the corner is from 30 degrees to 150 degrees.

Description

本発明は、電動機要素、電動機要素を含む電動機及び装置に関する。   The present invention relates to a motor element, a motor and an apparatus including the motor element.

従来から、電気機器等に搭載する電動機要素の固定子の固定子ヨーク（固定子磁心）には、電磁鋼板が多用されている。この固定子ヨーク（固定子磁心）に用いる電磁鋼板は、電動機要素の効率を高めるため、磁気損失が低損失な特性を有する。例えば、電磁鋼板は、電磁鋼板の表面に被膜を施し、電磁鋼板同士を電気的に絶縁し、渦電流が増大することを抑制している。さらに、電磁鋼板のＳｉの含有量を高め、電磁鋼板自体の電気抵抗を高くすることで、同じく渦電流発生を抑制している。例えば、電動機に用いる無方向性電磁鋼板のうち、高位グレード電磁鋼板では、２ｗｔ％から３ｗｔ％程度のＳｉを添加し、中低位グレード電磁鋼板では、１ｗｔ％程度のＳｉを添加している。近年では、Ｓｉの添加量を６ｗｔ％から７ｗｔ％程度まで高めた電磁鋼板も開発されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, electromagnetic steel sheets are frequently used for a stator yoke (stator magnetic core) of a stator of a motor element mounted on an electric device or the like. The magnetic steel sheet used for the stator yoke (stator magnetic core) has a characteristic of low magnetic loss in order to increase the efficiency of the motor element. For example, an electrical steel sheet is provided with a coating on the surface of the electrical steel sheet to electrically insulate the electrical steel sheets from each other and suppress an increase in eddy current. Furthermore, by increasing the Si content of the magnetic steel sheet and increasing the electrical resistance of the magnetic steel sheet itself, the generation of eddy current is also suppressed. For example, among non-oriented electrical steel sheets used for electric motors, about 2 wt% to about 3 wt% of Si is added to high-grade electrical steel sheets, and about 1 wt% of Si is added to medium-low-grade electrical steel sheets. In recent years, magnetic steel sheets in which the amount of Si added has been increased from 6 wt% to about 7 wt% have been developed.

一方、永久磁石部を具備する回転子の側の回転子ヨーク（回転子磁心）にも、電磁鋼板が多用されている。なお、電磁鋼板を固定子及び回転子に用いるに際しては、主に工業的生産における大量生産の観点及び工業的生産における経営的視点から、固定子及び回転子にはいずれも同じ品種・材質の電磁鋼板を採用するケースが殆どである。   On the other hand, magnetic steel sheets are often used for a rotor yoke (rotor magnetic core) on the side of a rotor having a permanent magnet portion. When using electromagnetic steel sheets for the stator and the rotor, the stator and the rotor must be of the same type and material, both from the viewpoint of mass production in industrial production and from the viewpoint of management in industrial production. In most cases, steel plates are used.

電動機要素の回転駆動の動作状態に不具合な動作を生じない限り、固定子及び回転子がいずれも同じ品種・材質の電磁鋼板であっても、特に支障となることは無い。   As long as the rotational state of the electric motor element does not cause an inconvenient operation, there is no particular problem even if both the stator and the rotor are magnetic steel sheets of the same type and material.

しかし、何らかの要因によって、電動機要素の回転動作が停止する場合（以下、この回転動作が停止する態様を、モータロック、と表現する）、回転子の回転が止まった状態で固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加される場合がある。この逆磁界が回転子に搭載された永久磁石部の減磁を引き起こすことがある。モータロック時の状況を擬似的に再現する減磁試験を実施することによって、回転子に搭載された永久磁石部の減磁に起因する不具合現象の状態を確認することも行われる。   However, when the rotation of the motor element is stopped for some reason (hereinafter, the mode in which the rotation is stopped is referred to as motor lock), the rotating magnetic field from the stator is stopped in a state where the rotation of the rotor is stopped. May be applied to the rotor as a reverse magnetic field. This reverse magnetic field may cause demagnetization of the permanent magnet mounted on the rotor. By performing a demagnetization test that simulates a situation at the time of motor lock, a state of a malfunction phenomenon caused by demagnetization of a permanent magnet portion mounted on the rotor is also performed.

モータロック時の逆磁界によって永久磁石部の減磁が生じる要因の一つは、以下のように考察される。すなわち、モータロック時には、回転駆動の止まった回転子が、固定子からの回転磁界の中に位置する。そして、回転子の永久磁石部も、回転磁界の中に位置する。この回転磁界が、回転子の永久磁石部を減磁する方向へ作用する状態が起き得る。一方、回転子の磁心に用いる電磁鋼板は、絶縁被膜を有し、且つＳｉを高含有するため、電磁鋼板の電気抵抗率は銅などの電気抵抗率に比べて大きな値である。電磁誘導によって生じる電磁鋼板の渦電流は僅かなものである。したがって、固定子からの回転磁界によって回転子の電磁鋼板に生じる渦電流は僅かである。固定子からの回転磁界は、渦電流による磁界で相殺されることもなく、回転子の内部に位置する永久磁石部へ達する。回転磁界は、永久磁石部を減磁するほどの強い逆磁界として作用する場合も起き得る。例えば、図１０に示すように、逆磁界（矢印１６）は、固定子から実質的な径方向に回転子２に流入する。このため、回転子２の外周部に位置するボンド磁石部１０の磁化方向１０ａが逆磁界と逆方向（矢印１６の方向と実質的な逆方向）であると、ボンド磁石部１０が減磁することがある。減磁したボンド磁石部１０は、再度着磁をしなければ、もとの残留磁束密度に回復することはなく、ボンド磁石部１０からの磁束量は減磁によって減少したままとなる。よって、電動機要素は初期の特性よりも劣化した特性を示す。   One of the factors that cause the demagnetization of the permanent magnet portion due to the reverse magnetic field when the motor is locked is considered as follows. That is, when the motor is locked, the rotor whose rotation has been stopped is located in the rotating magnetic field from the stator. And the permanent magnet part of a rotor is also located in a rotating magnetic field. A state may occur in which this rotating magnetic field acts in a direction to demagnetize the permanent magnet portion of the rotor. On the other hand, the electrical steel sheet used for the magnetic core of the rotor has an insulating coating and contains a high content of Si, so that the electrical steel sheet has a larger electrical resistivity than copper or the like. The eddy current of the magnetic steel sheet caused by electromagnetic induction is slight. Therefore, the eddy current generated in the magnetic steel sheet of the rotor by the rotating magnetic field from the stator is small. The rotating magnetic field from the stator reaches the permanent magnet portion located inside the rotor without being offset by the magnetic field due to the eddy current. The rotating magnetic field may act as a reverse magnetic field strong enough to demagnetize the permanent magnet. For example, as shown in FIG. 10, a reverse magnetic field (arrow 16) flows into the rotor 2 from the stator in a substantially radial direction. Therefore, if the magnetization direction 10a of the bonded magnet portion 10 located on the outer peripheral portion of the rotor 2 is opposite to the reverse magnetic field (substantially opposite to the direction of arrow 16), the bonded magnet portion 10 is demagnetized. Sometimes. If the demagnetized bond magnet portion 10 is not re-magnetized, it does not recover to the original residual magnetic flux density, and the amount of magnetic flux from the bond magnet portion 10 remains reduced due to demagnetization. Therefore, the motor element exhibits characteristics that are deteriorated from the initial characteristics.

このように、電磁鋼板の渦電流による損失の低減のために施されたＳｉ含有量が比較的に多量であること、及び、電磁鋼板同士を電気的に絶縁する絶縁被膜などは、渦電流の発生を抑制することから、モータロック時の逆磁界による永久磁石部の減磁という現象の抑制は、できない。   As described above, the Si content provided for reducing the loss due to the eddy current of the magnetic steel sheet is relatively large, and the insulating coating or the like that electrically insulates the magnetic steel sheets from each other has a low eddy current. Since the occurrence is suppressed, the phenomenon of demagnetization of the permanent magnet portion due to the reverse magnetic field when the motor is locked cannot be suppressed.

なお、一般的に、電動機及び電動機要素の永久磁石部には、安全率を高める技術思想の観点から、高い保磁力を有する希土類焼結磁石等を搭載することで、モータロック時の逆磁界による永久磁石部の減磁を抑制するケースが多い。しかし、経済性が、課題となる。   In general, the permanent magnet portion of the electric motor and the electric motor element is mounted with a rare earth sintered magnet or the like having a high coercive force from the viewpoint of a technical idea to increase the safety factor, so that a reverse magnetic field when the motor is locked is generated. In many cases, demagnetization of the permanent magnet part is suppressed. However, economics is a challenge.

例えば、回転子に搭載される永久磁石部にＮｄＦｅＢ焼結磁石等の高い保磁力の磁石を採用する場合は、高い保磁力が有効に作用する。したがって、モータロックが生じた場合でも、逆磁界による永久磁石部の減磁は稀である。つまり、永久磁石部にＮｄＦｅＢ焼結磁石等の高い保磁力の磁石を採用するだけで、減磁に対しての考察を要しない高水準の電動機及び電動機要素が実現可能である。   For example, when a magnet having a high coercive force such as a NdFeB sintered magnet is used for the permanent magnet portion mounted on the rotor, the high coercive force works effectively. Therefore, even when a motor lock occurs, demagnetization of the permanent magnet portion due to the reverse magnetic field is rare. That is, only by employing a magnet having a high coercive force such as a NdFeB sintered magnet for the permanent magnet portion, it is possible to realize a high-level motor and a motor element that do not require consideration of demagnetization.

一方、回転子に搭載する永久磁石部にボンド磁石を採用する場合においては、ボンド磁石の保磁力がＮｄＦｅＢ焼結磁石等の磁石よりも劣る。このため、ヨーク部の電磁鋼板の材質、回転子の構造など、ボンド磁石の減磁に関する詳細な考察を要する。なお、ボンド磁石は、ＮｄＦｅＢ焼結磁石等の焼結磁石に比べて、ボンド磁石自体の形状、及び、回転子への配置に関して、自由度に富む。したがって、何らか新規な構成の回転子の想起が期待される。   On the other hand, when a bonded magnet is used for the permanent magnet mounted on the rotor, the coercive force of the bonded magnet is inferior to that of a magnet such as a NdFeB sintered magnet. For this reason, it is necessary to consider in detail the demagnetization of the bond magnet, such as the material of the magnetic steel sheet of the yoke and the structure of the rotor. Note that the bond magnet has a greater degree of freedom in terms of the shape of the bond magnet itself and its arrangement on the rotor, as compared to sintered magnets such as NdFeB sintered magnets. Therefore, it is expected that a rotor having a new configuration will be recalled.

ちなみに、表面磁石型の回転子を採用する電動機要素の場合は、高速回転時の磁石飛散防止のために設ける保護管が、前述の固定子からの回転磁界を渦電流による磁界によって相殺し、磁石の減磁を抑制する機能を果たすことを考察し得る。   By the way, in the case of a motor element that employs a surface magnet type rotor, a protective tube provided to prevent magnet scattering during high-speed rotation cancels out the rotating magnetic field from the aforementioned stator by the magnetic field due to eddy current, Can be considered to fulfill the function of suppressing the demagnetization of.

例えば、非磁性材料の筒状の保護管を回転子の最外周に設置し、高速回転時の磁石飛散を防止する。保護管を特に非磁性材料とするのは、回転子に具備する磁石からの磁束が固定子の側へ鎖交するのを妨げないためである。もし、磁性材料を保護管にした場合では、回転子の磁石からの磁束は、透磁率の高い保護管内を通り、隣接の磁極の側へ分岐する割合が高くなる。よって、固定子の側と鎖交する磁束は減少し、電動機要素の効率の低下を招く。   For example, a cylindrical protection tube made of a non-magnetic material is provided on the outermost periphery of the rotor to prevent magnets from scattering at high speed rotation. The protection tube is made of a non-magnetic material in order not to prevent the magnetic flux from the magnet provided in the rotor from interlinking with the stator. If the protection tube is made of a magnetic material, the magnetic flux from the magnet of the rotor passes through the protection tube having a high magnetic permeability, and is more likely to branch to the adjacent magnetic pole. Therefore, the magnetic flux linking with the stator side is reduced, and the efficiency of the motor element is reduced.

例えば、磁石飛散防止に加え、渦電流損失による電動機の効率の低下を抑制することを意図する場合は、回転子の中央部には、飛散防止の保護管を設けず、上下端のみ飛散防止機能を図る構成も想起し得る。すなわち、保護管があると固定子から発生される交流磁界が保護管にて減衰される。したがって、保護管を設けないことで、電動機要素効率を低下させることを回避可能である。   For example, if it is intended to suppress the reduction of the motor efficiency due to the eddy current loss in addition to the magnet scatter prevention, a protection tube for the scatter prevention is not provided in the center of the rotor, and only the upper and lower ends have the scatter prevention function. Can be recalled. That is, if there is a protection tube, the AC magnetic field generated from the stator is attenuated by the protection tube. Therefore, it is possible to avoid lowering the motor element efficiency by not providing the protection tube.

なお、上述の技術思想を示す先行技術文献は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４などがある。他に同様の内容の文献が多々見られる。   Prior art documents showing the above-mentioned technical idea include, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and the like. There are many other documents with similar contents.

近年においては、電動機要素の性能向上に寄与する新規なボンド磁石の開発が盛んである。この新規なボンド磁石の活用が希求されている。特に、この新規なボンド磁石の高性能化は、ボンド磁石（永久磁石）を回転子内部に埋設する永久磁石埋め込み（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ（ＩＰＭ））型の回転子への応用が望まれるところである。しかし、上述のとおり、電動機要素の回転駆動の動作状態が、停止する場合（所謂、モータロック）が生じると、回転子の回転が止まった状態となる。固定子からの回転磁界が回転子のボンド磁石に対しては、ボンド磁石の着磁状態を減磁させる逆磁界として印加される場合も起き得る。また、従来技術を踏襲した回転子の構成のままでは、回転子に搭載するボンド磁石の保磁力を多少高めたとしても、ＮｄＦｅＢ焼結磁石等の高い値の保磁力には到底及ばず、ボンド磁石の減磁を解消することは難しいものと考察される。   In recent years, the development of new bonded magnets that contribute to improving the performance of electric motor elements has been active. There is a need for the use of this new bonded magnet. In particular, to improve the performance of this novel bonded magnet, it is desired to apply it to a rotor of an interior permanent magnet (IPM) type in which a bonded magnet (permanent magnet) is embedded inside the rotor. However, as described above, when the operation state of the rotation driving of the electric motor element stops (so-called motor lock), the rotation of the rotor stops. A rotating magnetic field from the stator may be applied to the bonded magnet of the rotor as a reverse magnetic field for demagnetizing the magnetized state of the bonded magnet. In addition, with the configuration of the rotor following the conventional technology, even if the coercive force of the bond magnet mounted on the rotor is slightly increased, it does not reach the high value of the coercive force of NdFeB sintered magnets, etc. It is considered difficult to eliminate the demagnetization of the magnet.

特開２０１０−２５９３０４号公報JP 2010-259304 A 特開２００９−９５２００号公報JP 2009-95200 A 特開２０００−３１２４４７号公報JP 2000-312447 A 特開平１０−３０４６１０号公報JP-A-10-304610

そこで、本発明の目的は、回転子内部にボンド磁石を配置する構成において、電動機要素の減磁に対する耐性向上を図った新規な構成の電動機要素及び電動機を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor element and a motor having a novel configuration in which the resistance to demagnetization of the motor element is improved in a configuration in which a bonded magnet is disposed inside the rotor.

上述の目的を達成するために、本件出願の発明者らは、試行錯誤を重ね且つ鋭意検討を行った。その詳細を下記に述べる。   In order to achieve the above object, the inventors of the present application repeated trial and error and made intensive studies. The details are described below.

本発明は、固定子と、複数の磁極を有する回転子と、を含む電動機要素である。回転子は、磁気的突極性を有する構成を含む。磁気的突極性を有する構成は、固定子からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部を含み、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部、又はボンド磁石部とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心と、回転子の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸とし、ｄ軸に対して電気角で９０度ずれ、且つ回転子の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸として、ｑ軸に対して近接の箇所に位置するボンド磁石部の要部であるボンド磁石部要部における磁化方向は、磁化方向の磁化方向仮想延長直線と、ｑ軸との交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。この一つの角は、ｑ軸に含まれる線分のうちの、交点と回転子の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向仮想延長直線と、によって挟まれる角部である。角部の角度は、３０度から１５０度の範囲である。   The present invention is an electric motor element including a stator and a rotor having a plurality of magnetic poles. The rotor includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency has a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among the components of the rotational torque generated by the rotating magnetic field from the stator, and a reluctance torque among the components of the rotational torque. And a plurality of q-axis magnetic flux paths for generating. A portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion, and a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion or an adjacent portion in contact with a bonded magnet portion different from the bonded magnet portion. An extension of a straight line connecting the center of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor is defined as the d-axis, shifted by 90 degrees in electrical angle with respect to the d-axis, and passes through the center of the rotation axis of the rotor. With the straight line as the q-axis, the magnetization direction in the main part of the bond magnet part, which is the main part of the bond magnet part located close to the q-axis, is the intersection of the virtual extension line of the magnetization direction and the q-axis. Is one of the four corners at the intersection. This one corner is a corner portion sandwiched by the q-axis line segment between the intersection and the outer periphery of the rotor, and the virtual extension line in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis. The angle of the corner ranges from 30 degrees to 150 degrees.

本発明の構成によれば、モータロック時に固定子の側から発生した磁界が逆磁界となって、回転子の実質的に径方向に流入（出）することに対して、ボンド磁石部の要部の磁化方向を所定の角度とすることによって、ボンド磁石部の減磁を抑制可能である。したがって、モータロック時に固定子の側から発生した磁界が作用しても、特性の劣化を抑制可能な埋め込み磁石型回転子を含む電動機要素、電動機、電気機器等を提供することが可能である。よって、産業的価値の大なるものである。   According to the configuration of the present invention, the magnetic field generated from the stator side when the motor is locked becomes a reverse magnetic field, and flows in (out) in the radial direction of the rotor substantially. By setting the magnetization direction of the portion to a predetermined angle, demagnetization of the bond magnet portion can be suppressed. Therefore, it is possible to provide an electric motor element, an electric motor, an electric device, and the like including an embedded magnet type rotor that can suppress deterioration of characteristics even when a magnetic field generated from the stator acts during motor lock. Therefore, it is of great industrial value.

実施の形態１の電動機要素の構造例を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structural example of the motor element according to the first embodiment. 実施の形態１の電動機要素の回転軸を含む平面の断面を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a plane including the rotation axis of the electric motor element according to the first embodiment. 実施の形態１の電動機要素のモータロック時において、固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加された状態を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a rotating magnetic field from a stator is applied to the rotor as a reverse magnetic field when the motor element of the first embodiment is locked with the motor; 実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様１を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an aspect 1 of a magnetization direction of a main part of the bonded magnet unit in the first embodiment. 実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様２を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a second aspect of the magnetization direction of the main part of the bond magnet unit according to the first embodiment. 実施の形態１における誘起電圧のシミュレーション結果を示すグラフ。4 is a graph showing a simulation result of an induced voltage in the first embodiment. 実施の形態２の電動機要素の構造例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a structural example of a motor element according to a second embodiment. 実施の形態２の電動機要素を回転軸方向から見た平面図。FIG. 9 is a plan view of the electric motor element according to the second embodiment as viewed from the rotation axis direction. 実施の形態２におけるボンド磁石部要部の磁化方向を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a magnetization direction of a main part of a bond magnet unit according to the second embodiment. 実施の形態２の電動機要素のモータロック時において、固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加された状態を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a rotating magnetic field from a stator is applied to the rotor as a reverse magnetic field when the electric motor element of the second embodiment is locked with the motor; 従来例の一例として示す埋め込み磁石型回転子の磁化方向を示す概略図。The schematic diagram which shows the magnetization direction of the embedded magnet type | mold rotor shown as an example of a prior art example.

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments.

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の電動機要素の構造例を示す断面図である。図２は、本実施の形態の電動機要素の回転軸を含む平面の断面を示す断面図である。図１に示す電動機要素の極数とスロット数の組み合わせは、所謂、６極９スロットの集中巻の構成である。電動機要素は、９つのティース部に集中巻の巻装体を具備する固定子１と、磁気的突極性を有する６つの磁極部を具備する回転子２とを有する。(Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a motor element according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of a plane including the rotation axis of the electric motor element of the present embodiment. The combination of the number of poles and the number of slots of the motor element shown in FIG. 1 is a so-called concentrated winding configuration of 6 poles and 9 slots. The motor element includes a stator 1 having a concentrated winding around nine teeth and a rotor 2 having six magnetic poles having magnetic saliency.

本発明における電動機要素の構成は、これに限定されない。図１においては、１つのティース部５に巻線を巻いた集中巻による巻装体６を例示しているが、本発明はこれに限らない。例えば、複数のティース部５に渡って巻線を巻装する分布巻または波巻など種々の巻線の態様を採用可能である。   The configuration of the motor element in the present invention is not limited to this. FIG. 1 illustrates a wound body 6 formed by concentrated winding in which a single tooth portion 5 is wound, but the present invention is not limited to this. For example, various winding modes such as distributed winding or wave winding in which the winding is wound over the plurality of teeth portions 5 can be adopted.

巻装体６は、例えば、１０極９スロットの集中巻の構成、１０極１２スロットの集中巻の構成、１２極９スロットの集中巻の構成、１４極１２スロットの集中巻の構成、４極２４スロットの分布巻の構成、４極３６スロットの分布巻の構成、６極３６スロットの分布巻の構成、８極４８スロットの分布巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、６極１８スロットの波巻の構成などの周知の極数とスロット数の組み合わせのいずれにも適用可能である。   The winding body 6 has, for example, a 10-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 10-pole, 12-slot concentrated winding configuration, a 12-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 14-pole, 12-slot concentrated winding configuration, and a 4-pole. Configuration of distributed winding of 24 slots, configuration of distributed winding of 4 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 6 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 8 poles and 48 slots, configuration of wave winding of 4 poles and 12 slots, 4 poles The present invention can be applied to any known combination of the number of poles and the number of slots, such as a 12-slot wave configuration and a 6-pole 18-slot wave configuration.

図１に示すように、本実施の形態における電動機要素１４は、実質的に円筒状の固定子１と、固定子１の内側に回転自在に保持される回転子２とを有する。回転子２の中心にはシャフト孔３が設けられる。シャフト孔３にシャフト（図示せず）が挿通された状態で回転子２とシャフトとが固定される。なお、シャフトの両端部は、シャフトを回転自在に支承する一対の軸受を具備する。図１においては、シャフト及び軸受については、自明な内容であり、図示していない。   As shown in FIG. 1, the electric motor element 14 in the present embodiment has a substantially cylindrical stator 1 and a rotor 2 rotatably held inside the stator 1. A shaft hole 3 is provided at the center of the rotor 2. The rotor 2 and the shaft are fixed with the shaft (not shown) inserted through the shaft hole 3. In addition, both ends of the shaft are provided with a pair of bearings that rotatably support the shaft. In FIG. 1, the shaft and the bearing are self-evident and are not shown.

固定子１は、実質的に円筒状のヨーク部４、及び、ヨーク部４の内側に延出するティース部５を有する固定子１のコア７と、ティース部５の各々に絶縁電線を巻装して設ける巻装体６とを有している。ティース部５と巻装体６との間には、両者を電気的に絶縁するインシュレータ８を設ける。回転子２は、円柱状の回転子２のコア９と、回転子２の周方向に複数（本例においては６つ）形成された配置孔１１の各々にボンド磁石部１０を、具備する。なお、巻装体６を構成する絶縁電線の芯線の材質には、不可避不純物と、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかを含むものが用いられる。固定子１のコア７は、電磁鋼板の積層体によって構成される。電磁鋼板を打ち抜き加工し、ヨーク部と、ティース部とを含む固定子コアシートを形成し、複数枚の固定子コアシートを積層して、固定子１のコア７である電磁鋼板の積層体を構成する。電磁鋼板は、主成分として、Ｆｅ及びＳｉを含み、副成分としては特に限定されない。電磁鋼板の成分には、特定し得ない不可避不純物が含まれる。電磁鋼板の表面は、絶縁性の被膜を具備する。電磁鋼板に相当するものとして、例えば、固定子１のコア７には、３５Ｈ３００と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いてもよい。なお、３５Ｈ３００の厚み寸法は、０．３５ｍｍである。   The stator 1 has a substantially cylindrical yoke portion 4, a core 7 of the stator 1 having a tooth portion 5 extending inside the yoke portion 4, and an insulated wire wound around each of the tooth portions 5. And a winding body 6 provided in the above manner. An insulator 8 is provided between the teeth 5 and the winding body 6 to electrically insulate them. The rotor 2 includes a core 9 of the columnar rotor 2 and bond magnets 10 in each of a plurality (six in this example) of arrangement holes 11 formed in the circumferential direction of the rotor 2. In addition, as a material of the core wire of the insulated electric wire forming the winding body 6, a material containing an unavoidable impurity and one of copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy is used. The core 7 of the stator 1 is formed of a laminate of electromagnetic steel sheets. An electromagnetic steel sheet is punched to form a stator core sheet including a yoke part and a tooth part, and a plurality of stator core sheets are laminated to form a laminated body of the electromagnetic steel sheet which is the core 7 of the stator 1. Constitute. The magnetic steel sheet contains Fe and Si as main components, and is not particularly limited as subcomponents. The components of the magnetic steel sheet include unavoidable impurities that cannot be specified. The surface of the magnetic steel sheet has an insulating coating. As equivalent to the electromagnetic steel sheet, for example, the core 7 of the stator 1 may be an electromagnetic steel sheet called 35H300 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. In addition, the thickness dimension of 35H300 is 0.35 mm.

図４Ａは、実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様１を示す図である。図４Ｂは、実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様２を示す図である。本実施の形態においては、回転子２のコア９に、固定子１のコア７に用いられる３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用しても良い。後述するように、回転子２のコア９に、３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用する場合においても、ボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向１０ａの仮想延長直線と、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度の範囲とすることによって、ボンド磁石部１０の減磁を抑制可能である。モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって作用し、この逆磁界が回転子２の実質的な径方向から流入してボンド磁石部１０に減磁を生じさせる現象を抑制可能とする。モータロック時の固定子１の側から発生した磁界の方向と、ボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａとは、互いの方向が逆方向で向き合うことは無く、相違しているため、ボンド磁石部１０の減磁は抑制されるものと考察される。   FIG. 4A is a diagram illustrating a first aspect of the magnetization direction of the main part of the bonded magnet unit according to the first embodiment. FIG. 4B is a diagram illustrating a second aspect of the magnetization direction of the main part of the bonded magnet unit according to the first embodiment. In the present embodiment, the core 9 of the rotor 2 may employ an electromagnetic steel plate called 35H300 used for the core 7 of the stator 1. As will be described later, even when an electromagnetic steel plate called 35H300 is used for the core 9 of the rotor 2, the magnetization direction 10 a of the bond magnet portion 10 c of the bond magnet portion 10 is set to the outer periphery of the rotor 2. Demagnetization of the bonded magnet unit 10 can be suppressed by setting the angle θ of the corner portion between the q-axis line segment and the virtual extension line of the magnetization direction 10a in the range of 30 to 150 degrees. is there. When the motor is locked, the magnetic field generated from the stator 1 acts as a reverse magnetic field, and the reverse magnetic field flows from a substantially radial direction of the rotor 2 to cause demagnetization in the bond magnet portion 10. It can be suppressed. Since the direction of the magnetic field generated from the side of the stator 1 at the time of motor lock and the magnetization direction 10a of the main part 10c of the bond magnet part are not opposite to each other and are different from each other, the bond magnets are different. It is considered that the demagnetization of the part 10 is suppressed.

ボンド磁石部１０は、少なくとも磁石粉末と樹脂材料を含む。磁石粉末の磁性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石粉末、フェライト系磁石粉末、又はこれらの混合物などから適宜選択される。ボンド磁石部１０の軸方向に対して垂直な面の断面形状は、実質的なＶ字状の形状の場合を示すが、この形状に限定されるものではない。長方形、台形、Ｕ字状、円弧状など、電動機要素の仕様に適した態様が適宜選択される。   The bonded magnet section 10 contains at least a magnet powder and a resin material. The type of the magnetic material of the magnet powder is not particularly limited. For example, Nd-Fe-B magnet powder, Sm-Co magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, ferrite magnet powder, or a mixture thereof It is appropriately selected from the above. The cross-sectional shape of the surface perpendicular to the axial direction of the bonded magnet portion 10 is substantially V-shaped, but is not limited to this shape. A mode suitable for the specification of the motor element, such as a rectangle, a trapezoid, a U-shape, or an arc, is appropriately selected.

本実施の形態における回転子２の体格であるが、回転子２の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲である。回転子２の回転軸の長手方向の長さ寸法（円柱形状の長さ寸法）は、１５ｍｍから６０ｍｍの範囲である。このような回転子２の体格の場合においては、回転子２の回転軸に対して垂直方向の断面におけるボンド磁石部１０の厚み寸法は少なくとも２ｍｍ程度を要する。なお、固定子１の体格は、回転子２の体格に応じて選択する。   The rotor 2 according to the present embodiment has a physical size, and the diameter of the rotor 2 is in a range of 30 mm to 60 mm. The length of the rotation axis of the rotor 2 in the longitudinal direction (length of the columnar shape) is in the range of 15 mm to 60 mm. In the case of such a physique of the rotor 2, the thickness dimension of the bonded magnet portion 10 in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 needs to be at least about 2 mm. The physique of the stator 1 is selected according to the physique of the rotor 2.

ボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向１０ａの仮想延長直線と、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度とするときの、ボンド磁石部１０におけるボンド磁石部要部１０ｃが占める範囲は以下である。回転子２の直径を６０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径２０ｍｍ程度までであることが好ましい。回転子２の直径を３０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径１０ｍｍ程度までであることが好ましい。   The angle θ of the corner sandwiched by the q-axis segment between the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension line of the magnetization direction 10a is changed from 30 degrees to 150 degrees. Then, the range occupied by the bonded magnet main part 10c in the bonded magnet part 10 is as follows. When the diameter of the rotor 2 is about 60 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 20 mm inside the rotor 2. When the diameter of the rotor 2 is about 30 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 10 mm inside the rotor 2.

上述のとおり、本実施の形態における電動機要素１４は、少なくとも固定子１と、複数の磁極を有する回転子２と、を含む。回転子２は、磁気的突極性を有する構成を含む。この磁気的突極性を有する構成は、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちの、マグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の少なくとも一部分にボンド磁石部１０を含み、且つ複数のｑ軸磁束通路の各々の少なくとも一部分にボンド磁石部１０又はボンド磁石部１０とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心の各々毎と、回転子２の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸２ｄとし、ｄ軸２ｄの各々に対して、電気角で９０度ずれ且つ回転子２の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸２ｑとして、ｑ軸２ｑの各々毎に対して近接する位置に配置されるボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃにおける磁化方向１０ａは、磁化方向１０ａの磁化方向仮想延長直線１０ｂと、ｑ軸２ｑとの交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。一つの角は、ｑ軸２ｑに含む線分のうちの、交点と回転子２の外周との間のｑ軸線分２ｒと、磁化方向仮想延長直線１０ｂと、によって挟まれる角部である。角部の角度θは、３０度から１５０度の範囲である。   As described above, motor element 14 in the present embodiment includes at least stator 1 and rotor 2 having a plurality of magnetic poles. Rotor 2 includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency has a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among components of the rotating torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1, and a component of the rotating torque. A plurality of q-axis magnetic flux paths for generating reluctance torque. At least a portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes the bond magnet section 10, and at least a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths contacts the bond magnet section 10 or a bond magnet section different from the bond magnet section 10. Including adjacent parts. An extension of a straight line connecting each of the centers of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor 2 is defined as a d-axis 2d, and the rotor is shifted by 90 degrees in electrical angle with respect to each of the d-axis 2d. Assuming that a straight line passing through the center of the rotation axis 2 is the q-axis 2q, the magnetization direction 10a in the bond magnet portion main portion 10c of the bond magnet portion 10 disposed at a position close to each q-axis 2q is This is one of the four corners at the intersection formed by the intersection of the virtual extension line 10b of the magnetization direction 10a in the direction 10a and the q-axis 2q. One corner is a corner sandwiched by the q-axis line segment 2r between the intersection and the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension line 10b in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis 2q. The angle θ of the corner ranges from 30 degrees to 150 degrees.

本実施の形態の電動機要素において、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって、回転子２の実質的な径方向から流入して、ボンド磁石部１０が減磁する現象に対して、この現象（減磁）を抑制可能であることを確認した。その確認方法とその結果を以下に記す。確認方法は、有限要素法による磁界の数値解析を用いた。この数値解析においては、まず、減磁していない状態のボンド磁石部を有する回転子２を具備する電動機要素について、誘起電圧を算出する。次に、固定子１の巻装体として構成した三相コイルのうち一相から他の二相に直流の減磁電流を通電した状態で、回転子２を１回だけ回転させる。その後、再度、誘起電圧を算出する。この減磁電流の通電前後における誘起電圧の変化（低下率）を求め、減磁率と定義する。その結果をグラフ化したものを図５に示す。図５は、実施の形態１における誘起電圧のシミュレーション結果を示すグラフである。   In the electric motor element of the present embodiment, the magnetic field generated from the side of the stator 1 at the time of motor lock becomes a reverse magnetic field, flows in from the substantially radial direction of the rotor 2, and the bond magnet portion 10 is demagnetized. It was confirmed that this phenomenon (demagnetization) could be suppressed. The confirmation method and the result are described below. The confirmation method used the numerical analysis of the magnetic field by the finite element method. In this numerical analysis, first, an induced voltage is calculated for a motor element including the rotor 2 having a bonded magnet portion in a non-demagnetized state. Next, the rotor 2 is rotated only once while a DC demagnetizing current is applied from one phase to the other two phases of the three-phase coil configured as the winding body of the stator 1. After that, the induced voltage is calculated again. The change (decrease rate) of the induced voltage before and after the application of the demagnetizing current is determined and defined as the demagnetizing rate. FIG. 5 shows a graph of the result. FIG. 5 is a graph showing a simulation result of the induced voltage in the first embodiment.

なお、上記の数値解析における逆磁界の値は、逆磁界の方向と、ボンド磁石部１０の磁化方向磁界の方向と、が逆方向で互いに向き合うときに、ボンド磁石部１０に減磁が生じる程度の磁界の値である。上記の数値解析における逆磁界の値は、ボンド磁石の保持力Ｈｃｊの値よりも２割程増した値として、数値解析を行った。本実施の形態に用いるボンド磁石の磁気特性として、保持力Ｈｃｊは、８５０［ｋＡ／ｍ］程度である。残留磁束密度Ｂｒは、６３０［ｍＴ］程度である。密度は、５．０［Ｍｇ／ｍ^３］程度である。The value of the reverse magnetic field in the above numerical analysis is such that when the direction of the reverse magnetic field and the direction of the magnetization direction magnetic field of the bond magnet unit 10 face each other in opposite directions, the degree of demagnetization of the bond magnet unit 10 is generated. Are the values of the magnetic field. Numerical analysis was performed assuming that the value of the reverse magnetic field in the above numerical analysis was about 20% larger than the value of the holding force Hcj of the bonded magnet. As a magnetic property of the bonded magnet used in the present embodiment, the coercive force Hcj is about 850 [kA / m]. The residual magnetic flux density Br is about 630 [mT]. The density is about 5.0 [Mg / m ³ ].

ボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａは、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向１０ａの仮想延長直線と、によって挟まれる角部の角度θと等しい。この角度θを、１０度から１７０度まで変化させて、誘起電圧の低下率を数値解析によって求めた。図５に示す結果は、図４Ａに示す磁化方向１０ａである角度θが、３０度から１５０度の範囲では、減磁率は１％を下回り、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   The magnetization direction 10a of the bond magnet main part 10c of the bond magnet part 10 is equal to the angle θ of the corner part sandwiched between the q-axis line segment with the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension line of the magnetization direction 10a. . The angle θ was changed from 10 degrees to 170 degrees, and the reduction rate of the induced voltage was determined by numerical analysis. The results shown in FIG. 5 show that when the angle θ, which is the magnetization direction 10a shown in FIG. 4A, is in the range of 30 to 150 degrees, the demagnetization rate is less than 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

ボンド磁石部１０の要部の磁化方向１０ａの角度θは、図４Ａ（態様１）に示すように、ボンド磁石部１０の要部の各部分の全てで実質的に一定の角度とすることが好ましい。また、図４Ｂ（態様２）に示すように、ボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃの各部分毎に磁化方向１０ａの角度θ１、角度θ２〜角度θｎ（ｎは３以上の自然数）と多少相違し、ある程度の角度幅内で分散しても良い。   As shown in FIG. 4A (aspect 1), the angle θ of the magnetization direction 10a of the main part of the bond magnet unit 10 may be a substantially constant angle in all of the main parts of the bond magnet unit 10. preferable. Further, as shown in FIG. 4B (aspect 2), the angle θ1 of the magnetization direction 10a, the angle θ2 to the angle θn (n is a natural number of 3 or more) of the magnetization direction 10a for each portion of the bond magnet main portion 10c of the bond magnet portion 10. It may be slightly different and dispersed within a certain angle width.

磁化方向１０ａである角度θと、減磁率との関係は、図５に示すとおりである。磁化方向１０ａである角度θを３０度とすると、減磁率は約１％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   The relationship between the angle θ, which is the magnetization direction 10a, and the demagnetization rate is as shown in FIG. If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees, the demagnetization rate is about 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを４０度とすると、減磁率は約０．７５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 40 degrees, the demagnetization rate is about 0.75%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを５０度とすると、減磁率は約０．６％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 50 degrees, the demagnetization rate is about 0.6%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを６０度とすると、減磁率は約０．５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 60 degrees, the demagnetization rate is about 0.5%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを７０度とすると、減磁率は約０．４％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 70 degrees, the demagnetization rate is about 0.4%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを８０度とすると、減磁率は約０．２５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 80 degrees, the demagnetization rate is about 0.25%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを９０度とすると、減磁率は約０．２５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 90 degrees, the demagnetization rate is about 0.25%, and the effect of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１００度とすると、減磁率は約０．２５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ that is the magnetization direction 10a is 100 degrees, the demagnetization rate is about 0.25%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１１０度とすると、減磁率は約０．３％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 110 degrees, the demagnetization rate is about 0.3%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１２０度とすると、減磁率は約０．４５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 120 degrees, the demagnetization rate is about 0.45%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１３０度とすると、減磁率は約０．６５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 130 degrees, the demagnetization rate is about 0.65%, and the effect of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１４０度とすると、減磁率は約０．７５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 140 degrees, the demagnetization rate is about 0.75%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１５０度とすると、減磁率は約１％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 150 degrees, the demagnetization rate is about 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から１５０度とすると、減磁率は約１％を下回る値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is changed from 30 degrees to 150 degrees, the demagnetization rate becomes a value less than about 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から９０度とすると、減磁率は約１％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 1% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを４０度から９０度とすると、減磁率は約０．７５％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 40 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 0.75% to about 0.25%, and the effect of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを５０度から９０度とすると、減磁率は約０．６％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 50 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 0.6% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを６０度から９０度とすると、減磁率は約０．５％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is from 60 degrees to 90 degrees, the demagnetization rate is a value in the range of about 0.5% to about 0.25%, and the effect of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを７０度から９０度とすると、減磁率は約０．４％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is from 70 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 0.4% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から１１０度とすると、減磁率は約１％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees to 110 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 1% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から１３０度とすると、減磁率は約１％又は約０．６５％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees to 130 degrees, the demagnetization rate is a value in the range of about 1% or about 0.65% to about 0.25%, and the effect of the demagnetization is slight, which is preferable. .

なお、上述のとおり、数値解析の結果は、逆磁界の値としては、逆磁界の方向と、ボンド磁石部１０の磁化方向磁界の方向と、が逆方向で互いに向き合うときに、ボンド磁石部１０に減磁が生じる程度の磁界の値として、ボンド磁石の保持力Ｈｃｊの値よりも２割程増した値とし、数値解析を行った。また、本実施の形態に用いるボンド磁石の磁気特性は、等方性の磁気特性である。保持力Ｈｃｊは、８５０［ｋＡ／ｍ］程度である。残留磁束密度Ｂｒは、６３０［ｍＴ］程度である。密度は、５．０［Ｍｇ／ｍ^３］程度のものを用いるとして数値解析を行った。As described above, the result of the numerical analysis indicates that the value of the reverse magnetic field is such that when the direction of the reverse magnetic field and the direction of the magnetization direction magnetic field of the bond magnet section 10 are opposite to each other, the bond magnet section 10 The value of the magnetic field to the extent that demagnetization occurs was set to a value that was about 20% higher than the value of the holding force Hcj of the bonded magnet, and a numerical analysis was performed. The magnetic characteristics of the bonded magnet used in the present embodiment are isotropic magnetic characteristics. The holding force Hcj is about 850 [kA / m]. The residual magnetic flux density Br is about 630 [mT]. Numerical analysis was performed on the assumption that a density of about 5.0 [Mg / m ³ ] was used.

なお、仮に、逆磁界の値が、例えば、ボンド磁石の保持力Ｈｃｊの値よりも、１０倍〜１００倍程度の非常に過大な値であれば、ボンド磁石は減磁を越して、消磁に近い状態、または、逆磁界の方向と同方向の磁化方向に着磁（磁化）される状態に至る。このことは、説明するに及ばず自明なことである。   If the value of the reversal magnetic field is extremely large, for example, about 10 to 100 times larger than the value of the coercive force Hcj of the bond magnet, the bond magnet goes through demagnetization and demagnetizes. A state close to or close to the state of magnetization (magnetization) in the same magnetization direction as the direction of the reverse magnetic field is reached. This is self-evident without explanation.

また、本実施の形態における回転子２の極数は６であるが、２ｎ倍（ｎは自然数）であれば本実施の形態は適用可能である。   Further, the number of poles of the rotor 2 in the present embodiment is 6, but the present embodiment is applicable if it is 2n times (n is a natural number).

なお、図５は、回転子２に、３５Ｈ３００と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いた場合の結果である。回転子２に、他の種類の電磁鋼板または鋼材を用いた場合でも、ほぼ同様の傾向を示し、大きく相違することは無い。したがって、本実施の形態の結果を援用できることは言うまでもない。   FIG. 5 shows a result when the rotor 2 is made of an electromagnetic steel sheet called 35H300 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. Even when another type of electromagnetic steel plate or steel material is used for the rotor 2, the similar tendency is exhibited and there is no great difference. Therefore, it goes without saying that the results of this embodiment can be used.

本実施の形態における電動機要素においては、回転子２は磁気的突極性を有している。図１に示すように、矢印１２の横切る回転子２の部位は、ｄ軸磁束通路構成部であり、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させる。矢印１３の横切る回転子２の部位は、ｑ軸磁束通路構成部であり、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちの、リラクタンストルクを発生させる。ｄ軸磁束通路構成部及びｑ軸磁束通路構成部は、少なくともボンド磁石部及び鋼板のどちらか一方の積層体を含む。   In the motor element according to the present embodiment, rotor 2 has magnetic saliency. As shown in FIG. 1, the portion of the rotor 2 that crosses the arrow 12 is a d-axis magnetic flux path constituting portion, and generates a magnet torque of a component of the rotating torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1. The portion of the rotor 2 traversed by the arrow 13 is a q-axis magnetic flux path constituting portion, and generates a reluctance torque among components of the rotation torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1. The d-axis magnetic flux path constituting part and the q-axis magnetic flux path constituting part include at least one of the laminated body of the bonded magnet part and the steel plate.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。本実施の形態における構成によれば、鋼板のＳｉ含有量を僅かな量にしたことから、鋼板の電気伝導率は電磁鋼板の電気伝導率よりも小さい。外部からの逆磁界による電磁誘導によって生じる鋼板の渦電流は、電磁鋼板における渦電流よりも大きな値を示す。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. According to the configuration in the present embodiment, the electric conductivity of the steel sheet is smaller than the electric conductivity of the electromagnetic steel sheet because the Si content of the steel sheet is made small. The eddy current of the steel sheet caused by electromagnetic induction due to an external reverse magnetic field shows a larger value than the eddy current of the electromagnetic steel sheet. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、絶縁被膜を有しない鋼板である。つまり、回転子２のコアを鋼板の積層体として構成することによって、鋼板の素地面同士が接する。また、鋼板には、鋼板の素地面同士の電気的導通を高める導電性材料を塗布してもよい。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment is a steel plate having no insulating coating. That is, by configuring the core of the rotor 2 as a laminate of steel plates, the base surfaces of the steel plates contact each other. Further, the steel plate may be coated with a conductive material that enhances electrical conduction between the ground surfaces of the steel plate. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板である。なお、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が、鋼板の厚み寸法を増すことにより、回転子２の外周付近における渦電流を更に多く生じさせて、ボンド磁石部の減磁を抑制可能である。電磁鋼板の場合は、その厚み寸法を、０．５ｍｍ程度としても良い。本実施の形態における電動機要素に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度としても良い。例えば、鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度として、５０Ｈ４７０、５０Ｈ４００又は５０Ｈ３５０と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element in the present embodiment is a steel plate having a lower limit of the thickness dimension of 0.35 mm. In addition, the magnetic field generated from the stator 1 side when the motor is locked increases the thickness of the steel plate, thereby generating more eddy current near the outer periphery of the rotor 2 and suppressing the demagnetization of the bond magnet portion. It is. In the case of an electromagnetic steel sheet, its thickness may be about 0.5 mm. The steel plate included in the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. The thickness of the steel sheet may be about 0.5 mm. For example, an electromagnetic steel sheet manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation called 50H470, 50H400 or 50H350 may be used with the thickness of the steel sheet being about 0.5 mm. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

なお、鋼板の素地面には、自然酸化による酸化膜が不可避的に生じる。したがって、本実施の形態における電動機要素は、鋼板の素地面同士が接する構成と、鋼板が素地面の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含む。また、鋼板の素地面に不可避的に生じる自然酸化による酸化膜を抑制することを意図して、回転子２の表面の少なくとも一部は、回転子２の表面を覆う被膜を具備しても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   In addition, an oxide film due to natural oxidation is inevitably formed on the base surface of the steel sheet. Therefore, the motor element according to the present embodiment includes a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the steel plates are in contact with each other via an oxide film formed by natural oxidation of the base surface. Further, at least a part of the surface of the rotor 2 may be provided with a coating covering the surface of the rotor 2 with the intention of suppressing an oxide film due to natural oxidation inevitably occurring on the base surface of the steel plate. . With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態の電動機要素を回転駆動させる際に、なんらかの要因によって電動機要素がロックした場合には、回転子２の回転が止まった状態のまま、固定子１からの回転磁界が回転子２への逆磁界として作用する場合がある。その状況を図３に模式的に示す。図３は、実施の形態１の電動機要素のモータロック時において、固定子１からの回転磁界が回転子２へ逆磁界として印加された状態を示す説明図である。図３に示す矢印１５は、上述の逆磁界を模式的に示す。上述のとおり、この逆磁界は回転磁界である。このため、この逆磁界が回転子２に搭載された磁石の減磁を引き起こす方向に印加されると、磁石が減磁する場合も起こり得る。このため、従来から継続的に問題として認識されていた。   When the motor element of the present embodiment is rotationally driven, if the motor element is locked for some reason, the rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped. May act as a reverse magnetic field. The situation is schematically shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which a rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 as a reverse magnetic field when the motor element of the first embodiment is locked with the motor. An arrow 15 shown in FIG. 3 schematically shows the above-described reverse magnetic field. As described above, this inverse magnetic field is a rotating magnetic field. Therefore, if the reverse magnetic field is applied in a direction that causes the magnet mounted on the rotor 2 to demagnetize, the magnet may be demagnetized. For this reason, it has been continuously recognized as a problem.

本実施の形態における、鋼板又は電磁鋼板を使用した電動機要素のコア（固定子１のコア及び回転子２のコア）の製造方法は、次の通りである。金属材料等の製造メーカから供給されたロール状の鋼板又は電磁鋼板を、巻き出し機によってプレス機へ送る。鋼板又は電磁鋼板は、プレス機に設置された金型によって、所定の軸方向断面形状のコアシートに打ち抜かれる。このコアシートを積層して一体化することで、コア（鋼板又は電磁鋼板からの加工品であるコアシートを積層して構成する積層体）を形成する。   In the present embodiment, a method of manufacturing a core of a motor element (a core of the stator 1 and a core of the rotor 2) using a steel plate or an electromagnetic steel plate is as follows. A roll-shaped steel sheet or a magnetic steel sheet supplied from a manufacturer of a metal material or the like is sent to a press machine by an unwinder. The steel sheet or the electromagnetic steel sheet is punched into a core sheet having a predetermined axial cross-sectional shape by a mold installed in a press. By laminating and integrating the core sheets, a core (a laminate formed by laminating core sheets that are processed products from a steel plate or an electromagnetic steel plate) is formed.

以上のように、本実施の形態の電動機要素１４は、固定子１と、複数の磁極を有する回転子２と、を含む。回転子２は、磁気的突極性を有する構成を含む。磁気的突極性を有する構成は、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部１０を含み、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部１０、又はボンド磁石部１０とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心と、回転子２の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸２ｄとし、ｄ軸２ｄに対して電気角で９０度ずれ、且つ回転子２の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸２ｑとして、ｑ軸２ｑに対して近接の箇所に位置するボンド磁石部１０の要部であるボンド磁石部要部１０ｃにおける磁化方向は、磁化方向の磁化方向仮想延長直線と、ｑ軸２ｑとの交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。一つの角は、ｑ軸２ｑに含まれる線分のうちの、交点と回転子２の外周との間のｑ軸線分２ｒと、磁化方向仮想延長直線１０ｂと、によって挟まれる角部である。角部の角度は、３０度から１５０度の範囲である。   As described above, motor element 14 of the present embodiment includes stator 1 and rotor 2 having a plurality of magnetic poles. Rotor 2 includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency includes a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among components of the rotational torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1, and a reluctance torque among the components of the rotational torque. And a plurality of q-axis magnetic flux paths for generating A portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion, and a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths is adjacent to a bonded magnet portion or a bonded magnet portion different from the bonded magnet portion. including. An extension of a straight line connecting the center of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor 2 is defined as a d-axis 2d, which is shifted by an electrical angle of 90 degrees with respect to the d-axis 2d. Assuming that a straight line passing through the center is the q axis 2q, the magnetization direction in the bond magnet main part 10c, which is the main part of the bond magnet part 10 located at a position close to the q axis 2q, is a virtual extension of the magnetization direction of the magnetization direction. This is one of the four corners at the intersection between the straight line and the q-axis 2q. One corner is a corner portion sandwiched between a q-axis line segment 2r between the intersection and the outer periphery of the rotor 2 and a virtual extension line 10b in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis 2q. The angle of the corner ranges from 30 degrees to 150 degrees.

これにより、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって、回転子２の実質的な径方向に流入（出）することに対して、ボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａを所定の角度とすることによって、ボンド磁石部１０の減磁を抑制可能である。したがって、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が作用しても、特性の劣化を抑制可能な埋め込み磁石型回転子を含む電動機要素、電動機、電気機器等を提供することが可能である。よって、産業的価値の大なるものである。   As a result, the magnetic field generated from the side of the stator 1 at the time of motor lock becomes a reverse magnetic field and flows in (out) in a substantially radial direction of the rotor 2, but the magnetization of the main portion 10 c of the bond magnet portion is prevented. By setting the direction 10a to a predetermined angle, demagnetization of the bonded magnet unit 10 can be suppressed. Therefore, it is possible to provide an electric motor element, an electric motor, an electric device, and the like including an embedded magnet type rotor that can suppress deterioration of characteristics even when a magnetic field generated from the stator 1 acts at the time of motor lock. . Therefore, it is of great industrial value.

角度が、３０度から９０度の範囲であることが、より好ましい。   More preferably, the angle ranges from 30 degrees to 90 degrees.

角度が、４０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle ranges from 40 degrees to 90 degrees.

角度が、５０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle is in the range of 50 to 90 degrees.

角度が、６０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle is in the range from 60 degrees to 90 degrees.

角度が、７０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle is in the range from 70 degrees to 90 degrees.

角度が、３０度から１１０度の範囲であることが、より好ましい。   More preferably, the angle is in the range of 30 degrees to 110 degrees.

角度が、３０度から１３０度の範囲であることが、より好ましい。   More preferably, the angle ranges from 30 degrees to 130 degrees.

回転子２の回転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部の断面形状は、Ｖ字状の形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 may be a V-shape.

回転子２の回転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部の断面形状は、Ｕ字状の形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 may be a U-shape.

回転子２の転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部の断面形状は、円弧状の形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 may be an arc shape.

回転子２の回転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部１０の厚み寸法の下限値は２ｍｍであることが好ましい。   It is preferable that the lower limit of the thickness dimension of the bonded magnet portion 10 in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 is 2 mm.

回転子の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲であることが好ましい。   The diameter of the rotor is preferably in the range from 30 mm to 60 mm.

複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分、及び、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分は、複数枚の鋼板を積層する積層体を含み、鋼板の成分は、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでもよい。   A part of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths and a part of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths include a laminate in which a plurality of steel sheets are stacked, and the components of the steel sheets are Fe and 0.8 wt%. And Si as the upper limit.

回転子２が含む積層体は、鋼板の素地面同士が接する構成を含んでもよい。   The laminated body included in the rotor 2 may include a configuration in which the base surfaces of the steel plates are in contact with each other.

回転子２が含む積層体は、鋼板の素地面同士が接する構成と、鋼板が素地面の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含んでもよい。   The laminated body included in the rotor 2 may include a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the steel plates are in contact via an oxide film formed by natural oxidation of the base surface.

回転子２が含む積層体は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板を含んでもよい。   The laminated body included in the rotor 2 may include a steel plate having a lower limit of the thickness dimension of 0.35 mm.

回転子２が、回転子２の表面を覆う被膜を具備してもよい。   The rotor 2 may include a coating covering the surface of the rotor 2.

また、電動機要素１４の固定子１は、実質的に円筒状のヨーク部４と、ヨーク部４の内側に延出する複数のティース部５とを有する固定子１のコア７と、複数のティース部５の各々に巻装する絶縁電線の巻装体６とを含み、固定子１のコア７は、電磁鋼板の積層体を含んでもよい。   The stator 1 of the motor element 14 includes a core 7 of the stator 1 having a substantially cylindrical yoke 4 and a plurality of teeth 5 extending inside the yoke 4, and a plurality of teeth. The core 7 of the stator 1 may include a laminated body of an electromagnetic steel sheet.

また、本実施の形態の電動機は、電動機要素と、電動機要素の回転トルクを出力する出力軸と、出力軸を回転自在に支承する軸受とを含む。これにより、信頼性の高い電動機が提供される。   Further, the electric motor according to the present embodiment includes an electric motor element, an output shaft that outputs a rotational torque of the electric motor element, and a bearing that rotatably supports the output shaft. Thereby, a highly reliable electric motor is provided.

また、本実施の形態の装置は、電動機要素と、電動機要素の回転トルクを出力する出力軸と、出力軸を回転自在に支承する軸受とを含む電動機、を搭載する。これにより、信頼性の高い装置が提供される。   Further, the device of the present embodiment is equipped with an electric motor including a motor element, an output shaft that outputs a rotational torque of the motor element, and a bearing that rotatably supports the output shaft. Thereby, a highly reliable device is provided.

（実施の形態２）
図６は、本実施の形態の電動機要素の構造例を示す斜視図である。図７は、本実施の形態の電動機要素を回転軸方向から見た平面図である。図６及び図７に示す本実施の形態の電動機要素の極数とスロット数の組み合わせは、所謂、１０極１２スロットの集中巻の構成である。電動機要素は、１２箇所のティース部に集中巻の巻装体を具備する固定子１と、磁気的突極性を有する１０箇所の磁極部を具備する回転子２とを有する。その他の構成については、実施の形態１と同様である。(Embodiment 2)
FIG. 6 is a perspective view showing a structural example of the electric motor element of the present embodiment. FIG. 7 is a plan view of the electric motor element according to the present embodiment as viewed from the rotation axis direction. The combination of the number of poles and the number of slots of the motor element according to the present embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is a so-called concentrated winding configuration of 10 poles and 12 slots. The electric motor element has a stator 1 having concentrated windings at 12 teeth portions and a rotor 2 having 10 magnetic pole portions having magnetic saliency. Other configurations are the same as in the first embodiment.

本実施の形態の電動機要素を回転駆動させる際に、なんらかの要因によって電動機要素がロックした場合には、回転子２の回転が止まった状態で固定子１からの回転磁界が回転子２への逆磁界として作用する場合がある。その状況を図６に模式的に示す。上述のとおり、この逆磁界は回転磁界であるため、この逆磁界が回転子２に搭載された磁石の減磁を引き起こす方向に印加されると、磁石が減磁することが従来から問題として認識されていた。   When the motor element of the present embodiment is rotationally driven and the motor element is locked for some reason, the rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped. May act as a magnetic field. FIG. 6 schematically shows the situation. As described above, since this reverse magnetic field is a rotating magnetic field, it has been conventionally recognized that the magnet is demagnetized when the reverse magnetic field is applied in a direction that causes the magnet mounted on the rotor 2 to be demagnetized. It had been.

なお、図６及び図７は、１つのティース部５に巻線を巻いた集中巻による巻装体６を例示しているが、本発明はこれに限らない。巻装体６は、例えば、複数のティース部５に渡って巻線を巻装する分布巻または波巻など、種々の巻線の態様を採用可能である。   6 and 7 illustrate the winding body 6 formed by concentrated winding in which one tooth portion 5 is wound with a winding, but the present invention is not limited to this. The winding body 6 can adopt various winding modes such as a distributed winding or a wave winding in which the winding is wound over the plurality of teeth portions 5.

巻装体６は、例えば、１０極９スロットの集中巻の構成、１０極１２スロットの集中巻の構成、１２極９スロットの集中巻の構成、１４極１２スロットの集中巻の構成、４極２４スロットの分布巻の構成、４極３６スロットの分布巻の構成、６極３６スロットの分布巻の構成、８極４８スロットの分布巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、６極１８スロットの波巻の構成などの周知の極数とスロット数の組み合わせのいずれにも適用可能である。また、本実施の形態における回転子２の極数は１０であるが、２ｎ倍（ｎは自然数）であれば、本発明は適用可能である。   The winding body 6 has, for example, a 10-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 10-pole, 12-slot concentrated winding configuration, a 12-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 14-pole, 12-slot concentrated winding configuration, and a 4-pole. Configuration of distributed winding of 24 slots, configuration of distributed winding of 4 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 6 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 8 poles and 48 slots, configuration of wave winding of 4 poles and 12 slots, 4 poles The present invention can be applied to any known combination of the number of poles and the number of slots, such as a 12-slot wave configuration and a 6-pole 18-slot wave configuration. Further, the number of poles of the rotor 2 in the present embodiment is 10, but the present invention is applicable if it is 2n times (n is a natural number).

図６及び図７に示すように、本実施の形態における電動機要素１４は、実質的に円筒状の固定子１と、固定子１の内側に回転自在に保持される回転子２とを有する。回転子２の中心にはシャフト孔３が設けられる。シャフト孔３にシャフト（図示せず）が挿通された状態で、回転子２とシャフトとが固定される。なお、シャフトの両端部は、シャフトを回転自在に支承する一対の軸受を具備する。図６及び図７においては、シャフト及び軸受については、自明なものであり、図示していない。   As shown in FIGS. 6 and 7, the electric motor element 14 in the present embodiment has a substantially cylindrical stator 1 and a rotor 2 rotatably held inside the stator 1. A shaft hole 3 is provided at the center of the rotor 2. With the shaft (not shown) inserted through the shaft hole 3, the rotor 2 and the shaft are fixed. In addition, both ends of the shaft are provided with a pair of bearings that rotatably support the shaft. In FIGS. 6 and 7, the shaft and the bearing are obvious and are not shown.

固定子１は、実質的に円筒状のヨーク部４、及び、ヨーク部４の内側に延出するティース部５を有する固定子１のコア７と、ティース部５の各々に絶縁電線を巻装して設ける巻装体６とを有している。ティース部５と巻装体６との間には、両者を電気的に絶縁するインシュレータ（図示省略）を設ける。回転子２は、円柱状の回転子２のコア９と、回転子２の周方向に複数（本例においては１０箇所）形成された配置孔１１の各々にボンド磁石部２０を、具備する。なお、巻装体６を構成する絶縁電線の芯線の材質には、不可避不純物と、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかを含むものが用いられる。固定子１のコア７は、電磁鋼板の積層体によって構成される。電磁鋼板を打ち抜き加工し、ヨーク部とティース部とを含む固定子コアシートを形成し、複数枚の固定子コアシートを積層して、固定子１のコア７である電磁鋼板の積層体を構成する。電磁鋼板は、主成分として、Ｆｅ及びＳｉを含み、副成分としては特に限定されない。電磁鋼板の成分には、特定し得ない不可避不純物が含まれる。電磁鋼板の表面は、絶縁性の被膜を具備する。上記に相当するものとして、例えば、固定子１のコア７には、３５Ｈ３００と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いてもよい。なお、３５Ｈ３００の厚み寸法は、０．３５ｍｍである。   The stator 1 has a substantially cylindrical yoke portion 4, a core 7 of the stator 1 having a tooth portion 5 extending inside the yoke portion 4, and an insulated wire wound around each of the tooth portions 5. And a winding body 6 provided in the above manner. An insulator (not shown) is provided between the teeth portion 5 and the winding body 6 to electrically insulate them. The rotor 2 includes a core 9 of the cylindrical rotor 2, and bond magnet portions 20 in each of a plurality of (in this example, 10) arrangement holes 11 formed in the circumferential direction of the rotor 2. In addition, as a material of the core wire of the insulated electric wire forming the winding body 6, a material containing an unavoidable impurity and one of copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy is used. The core 7 of the stator 1 is formed of a laminate of electromagnetic steel sheets. An electromagnetic steel sheet is punched to form a stator core sheet including a yoke portion and a tooth portion, and a plurality of stator core sheets are laminated to form a laminated body of the electromagnetic steel sheet as the core 7 of the stator 1. I do. The magnetic steel sheet contains Fe and Si as main components, and is not particularly limited as subcomponents. The components of the magnetic steel sheet include unavoidable impurities that cannot be specified. The surface of the magnetic steel sheet has an insulating coating. As equivalent to the above, for example, an electromagnetic steel plate called 35H300 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation may be used for the core 7 of the stator 1. In addition, the thickness dimension of 35H300 is 0.35 mm.

図８は、実施の形態２におけるボンド磁石部要部の磁化方向を示す図である。本実施の形態においては、回転子２のコア９に、固定子１のコア７に用いられる３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用しても良い。上述のとおり、回転子２のコア９に、３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用する場合においても、ボンド磁石部２０におけるボンド磁石部要部２０ｃの磁化方向２０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向２０ａの仮想延長直線２０ｂと、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度の範囲とすることによって、ボンド磁石部２０の減磁を抑制可能である。モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって作用し、この逆磁界が回転子２の実質的な径方向から流入してボンド磁石部２０に減磁を生じさせる現象を抑制可能とする。モータロック時の固定子１の側から発生した磁界の方向と、ボンド磁石部２０の要部の磁化方向２０ａとは、互いの方向が逆方向で向き合うことは無く、相違しているため、ボンド磁石部２０の減磁は抑制されるものと考察される。   FIG. 8 is a diagram illustrating a magnetization direction of a main part of the bonded magnet unit according to the second embodiment. In the present embodiment, the core 9 of the rotor 2 may employ an electromagnetic steel plate called 35H300 used for the core 7 of the stator 1. As described above, even when an electromagnetic steel plate called 35H300 is used for the core 9 of the rotor 2, the magnetization direction 20 a of the bond magnet main part 20 c of the bond magnet part 20 is set to the outer circumference of the rotor 2. The demagnetization of the bond magnet part 20 can be suppressed by setting the angle θ of the corner part sandwiched between the q-axis line segment and the virtual extension line 20b of the magnetization direction 20a in the range of 30 to 150 degrees. is there. When the motor is locked, the magnetic field generated from the side of the stator 1 acts as a reverse magnetic field, and the reverse magnetic field flows from a substantially radial direction of the rotor 2 to cause demagnetization in the bond magnet portion 20. It can be suppressed. Since the direction of the magnetic field generated from the stator 1 side at the time of motor lock and the magnetization direction 20a of the main part of the bond magnet unit 20 do not face each other in opposite directions, they are different. It is considered that the demagnetization of the magnet unit 20 is suppressed.

ボンド磁石部２０は、少なくとも磁石粉末と樹脂材料を含む。磁石粉末の磁性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石粉末、フェライト系磁石粉末、又はこれらの混合物などから適宜選択される。ボンド磁石部２０の軸方向に対して垂直な面の断面形状は、実質的な円弧形状の場合を示すが、この形状に限定されるものではない。長方形、台形、Ｖ字形など、電動機要素の仕様に適した態様が適宜選択される。   The bonded magnet section 20 contains at least a magnet powder and a resin material. The type of the magnetic material of the magnet powder is not particularly limited. For example, Nd-Fe-B magnet powder, Sm-Co magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, ferrite magnet powder, or a mixture thereof It is appropriately selected from the above. The cross-sectional shape of the surface perpendicular to the axial direction of the bonded magnet portion 20 shows a case of a substantially circular arc shape, but is not limited to this shape. A mode suitable for the specification of the motor element, such as a rectangle, a trapezoid, or a V-shape, is appropriately selected.

本実施の形態における回転子２の体格であるが、回転子２の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲である。回転子２の回転軸の長手方向の長さ寸法（円柱形状の長さ寸法）は、１５ｍｍから６０ｍｍの範囲である。このような回転子２の体格の場合においては、回転子２の回転軸に対して垂直方向の断面におけるボンド磁石部２０の厚み寸法は少なくとも２ｍｍ程度を要する。なお、固定子１の体格は、回転子２の体格に応じて選択される。   The rotor 2 according to the present embodiment has a physical size, and the diameter of the rotor 2 is in a range of 30 mm to 60 mm. The length of the rotation axis of the rotor 2 in the longitudinal direction (length of the columnar shape) is in the range of 15 mm to 60 mm. In the case of such a physique of the rotor 2, the thickness dimension of the bonded magnet portion 20 in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 needs to be at least about 2 mm. The physique of the stator 1 is selected according to the physique of the rotor 2.

ボンド磁石部２０におけるボンド磁石部要部２０ｃの磁化方向２０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向２０ａの仮想延長直線２０ｂと、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度とするときの、ボンド磁石部２０におけるボンド磁石部要部２０ｃが占める範囲は以下である。回転子２の直径を６０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径２０ｍｍ程度までであることが好ましい。回転子２の直径を３０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径１０ｍｍ程度までであることが好ましい。   The magnetization direction 20a of the bond magnet main part 20c in the bond magnet part 20 is defined by the angle θ of the corner part sandwiched between the q-axis segment between the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension straight line 20b of the magnetization direction 20a. The range occupied by the main portion 20c of the bond magnet portion 20 in the bond magnet portion 20 when the angle is from 30 degrees to 150 degrees is as follows. When the diameter of the rotor 2 is about 60 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 20 mm inside the rotor 2. When the diameter of the rotor 2 is about 30 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 10 mm inside the rotor 2.

また、本実施の形態における電動機要素においては、回転子２は、磁気的突極性を有しており、マグネットトルクを発生するｄ軸磁束通路構成部と、リラクタンストルクを発生するｑ軸磁束通路構成部とを含む。これらのｄ軸磁束通路構成部及びｑ軸磁束通路構成部は、少なくともボンド磁石部及び鋼板のどちらかの積層体を含む。   In the motor element according to the present embodiment, rotor 2 has a magnetic saliency, and has a d-axis magnetic flux path forming section that generates a magnet torque, and a q-axis magnetic flux path forming section that generates a reluctance torque. And parts. Each of the d-axis magnetic flux path forming section and the q-axis magnetic flux path forming section includes at least one of a bonded magnet section and a laminated body of a steel plate.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。本実施の形態における構成によれば、鋼板のＳｉ含有量を僅かな量にしたことから、鋼板の電気伝導率は電磁鋼板の電気伝導率よりも小さい。外部からの逆磁界による電磁誘導によって生じる鋼板の渦電流は、電磁鋼板における渦電流よりも大きな値を示す。外部からの逆磁界は、この回転子２の外周付近における渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. According to the configuration in the present embodiment, the electric conductivity of the steel sheet is smaller than the electric conductivity of the electromagnetic steel sheet because the Si content of the steel sheet is made small. The eddy current of the steel sheet caused by electromagnetic induction due to an external reverse magnetic field shows a larger value than the eddy current of the electromagnetic steel sheet. The reverse magnetic field from the outside is canceled out by the eddy current near the outer periphery of the rotor 2, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、絶縁被膜を有しない鋼板である。つまり、回転子２のコアを鋼板の積層体として構成することによって、鋼板の素地面同士が接する。また、鋼板には、鋼板の素地面同士の電気的導通を高める導電性材料を塗布してもよい。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment is a steel plate having no insulating coating. That is, by configuring the core of the rotor 2 as a laminate of steel plates, the base surfaces of the steel plates contact each other. Further, the steel plate may be coated with a conductive material that enhances electrical conduction between the ground surfaces of the steel plate. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板である。なお、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が、鋼板の厚み寸法を増すことにより、回転子２の外周付近における渦電流を更に多く生じさせて、ボンド磁石部の減磁を抑制可能である。電磁鋼板の場合は、その厚み寸法を、０．５ｍｍ程度としても良い。本実施の形態における電動機要素に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度としても良い。例えば、鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度として、５０Ｈ４７０、５０Ｈ４００又は５０Ｈ３５０と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element in the present embodiment is a steel plate having a lower limit of the thickness dimension of 0.35 mm. In addition, the magnetic field generated from the stator 1 side when the motor is locked increases the thickness of the steel plate, thereby generating more eddy current near the outer periphery of the rotor 2 and suppressing the demagnetization of the bond magnet portion. It is. In the case of an electromagnetic steel sheet, its thickness may be about 0.5 mm. The steel plate included in the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. The thickness of the steel sheet may be about 0.5 mm. For example, an electromagnetic steel sheet manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation called 50H470, 50H400 or 50H350 may be used with the thickness of the steel sheet being about 0.5 mm. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

なお、鋼板の素地面には、自然酸化による酸化膜が不可避的に生じる。したがって、本実施の形態における電動機要素は、鋼板の素地面同士が接する構成と、鋼板が素地面の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含む。また、鋼板の素地面に不可避的に生じる自然酸化による酸化膜を抑制することを意図して、回転子２の表面の少なくとも一部に、回転子２の表面を覆う被膜を具備しても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   In addition, an oxide film due to natural oxidation is inevitably formed on the base surface of the steel sheet. Therefore, the motor element according to the present embodiment includes a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the steel plates are in contact with each other via an oxide film formed by natural oxidation of the base surface. Further, a coating covering the surface of the rotor 2 may be provided on at least a part of the surface of the rotor 2 with the intention of suppressing an oxide film due to natural oxidation inevitably occurring on the base surface of the steel plate. . With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態の電動機要素を回転駆動させる際に、なんらかの要因によって電動機要素がロックした場合には、回転子２の回転が止まった状態で固定子１からの回転磁界が回転子２への逆磁界として作用する場合がある。その状況を図９に模式的に示す。図９は、本実施の形態の電動機要素のモータロック時において、固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加された状態を示す説明図である。図９に示す矢印１５は、上述の逆磁界を模式的に示す。上述のとおり、この逆磁界は回転磁界である。このため、この逆磁界が回転子２に搭載された磁石の減磁を引き起こす方向に印加されると、磁石が減磁する場合も起こり得る。このため、従来から問題として認識されていた。   When the motor element of the present embodiment is rotationally driven and the motor element is locked for some reason, the rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped. May act as a magnetic field. FIG. 9 schematically shows the situation. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state where a rotating magnetic field from the stator is applied to the rotor as a reverse magnetic field when the motor element of the present embodiment is locked with the motor. The arrow 15 shown in FIG. 9 schematically shows the above-described reverse magnetic field. As described above, this inverse magnetic field is a rotating magnetic field. Therefore, if the reverse magnetic field is applied in a direction that causes the magnet mounted on the rotor 2 to demagnetize, the magnet may be demagnetized. For this reason, it has been conventionally recognized as a problem.

なお、本実施の形態における、鋼板又は電磁鋼板を使用した電動機要素のコア（固定子１のコア及び回転子２のコア）の製造方法は、以下である。金属材料等の製造メーカから供給されたロール状の鋼板又は電磁鋼板を、巻き出し機によってプレス機へ送る。鋼板又は電磁鋼板は、プレス機に設置された金型によって所定の軸方向断面形状のコアシートに打ち抜かれる。このコアシートを積層して一体化することで、コア（鋼板又は電磁鋼板からの加工品であるコアシートを積層して構成する積層体をコアと称する）を形成する。   In addition, the manufacturing method of the core of the motor element (the core of the stator 1 and the core of the rotor 2) using the steel plate or the electromagnetic steel plate in the present embodiment is as follows. A roll-shaped steel sheet or a magnetic steel sheet supplied from a manufacturer of a metal material or the like is sent to a press machine by an unwinder. The steel sheet or the electromagnetic steel sheet is punched into a core sheet having a predetermined axial cross-sectional shape by a mold installed in a press. By laminating and integrating the core sheets, a core (a laminate formed by laminating core sheets that are processed products from a steel plate or an electromagnetic steel plate is referred to as a core) is formed.

上述のとおり、モータロック時には、固定子１の側からの磁界が回転子２に達すると、回転子２の外周付近で、固定子１からの磁界に対する渦電流をより多く生じる。この渦電流による磁界は、外部からの磁界を打ち消す方向に作用する。この結果、外部からの磁界である固定子１からの磁界は、回転子２の外周付近で打ち消され、固定子１からの磁界が影響する回転子２の内部の領域は僅かなものとなり、ボンド磁石部へ作用する磁束の量も減らすことが可能となる。したがって、ボンド磁石部の減磁は、抑制可能なものとなる。   As described above, when the magnetic field from the stator 1 reaches the rotor 2 at the time of motor lock, more eddy current is generated near the outer periphery of the rotor 2 with respect to the magnetic field from the stator 1. The magnetic field due to the eddy current acts in a direction to cancel the external magnetic field. As a result, the magnetic field from the stator 1, which is a magnetic field from the outside, is canceled near the outer periphery of the rotor 2, and the magnetic field from the stator 1 influences a small area inside the rotor 2 so that the bond becomes small. It is also possible to reduce the amount of magnetic flux acting on the magnet part. Therefore, the demagnetization of the bonded magnet part can be suppressed.

本発明は、電動機要素及び電動機の回転子に含むボンド磁石部への逆磁界の印加による減磁を抑制する。したがって、本発明は、信頼性を高めた電動機及び電動機要素を提供可能とする。   The present invention suppresses demagnetization due to application of a reverse magnetic field to a bonded magnet portion included in a motor element and a rotor of the motor. Therefore, the present invention can provide a motor and a motor element with improved reliability.

１ 固定子
２ 回転子
２ｄ ｄ軸
２ｑ ｑ軸
２ｒ ｑ軸線分
３ シャフト孔
４ ヨーク部
５ ティース部
６ 巻装体
７ コア
８ インシュレータ
９ コア
１０ ボンド磁石部
１０ａ 磁化方向
１０ｂ 磁化方向仮想延長直線
１０ｃ ボンド磁石部要部
１１ 配置孔
１２ 矢印
１３ 矢印
１４ 電動機要素
１５ 矢印
１６ 矢印
２０ ボンド磁石部
２０ａ 磁化方向
２０ｂ 仮想延長直線
２０ｃ ボンド磁石部要部
θ 角度
θ１ 角度
θ２ 角度
θｎ 角度DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Rotor 2d d-axis 2q q-axis 2r q-axis line segment 3 Shaft hole 4 Yoke part 5 Teeth part 6 Winding body 7 Core 8 Insulator 9 Core 10 Bond magnet part 10a Magnetization direction 10b Magnetization direction virtual extension line 10c Bond Main part of magnet part 11 Arrangement hole 12 Arrow 13 Arrow 14 Motor element 15 Arrow 16 Arrow 20 Bond magnet part 20a Magnetization direction 20b Virtual extension line 20c Bond magnet part main part θ angle θ1 angle θ2 angle θn angle

本発明は、電動機要素、電動機要素を含む電動機及び装置に関する。   The present invention relates to a motor element, a motor and an apparatus including the motor element.

従来から、電気機器等に搭載する電動機要素の固定子の固定子ヨーク（固定子磁心）には、電磁鋼板が多用されている。この固定子ヨーク（固定子磁心）に用いる電磁鋼板は、電動機要素の効率を高めるため、磁気損失が低損失な特性を有する。例えば、電磁鋼板は、電磁鋼板の表面に被膜を施し、電磁鋼板同士を電気的に絶縁し、渦電流が増大することを抑制している。さらに、電磁鋼板のＳｉの含有量を高め、電磁鋼板自体の電気抵抗を高くすることで、同じく渦電流発生を抑制している。例えば、電動機に用いる無方向性電磁鋼板のうち、高位グレード電磁鋼板では、２ｗｔ％から３ｗｔ％程度のＳｉを添加し、中低位グレード電磁鋼板では、１ｗｔ％程度のＳｉを添加している。近年では、Ｓｉの添加量を６ｗｔ％から７ｗｔ％程度まで高めた電磁鋼板も開発されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, electromagnetic steel sheets are frequently used for a stator yoke (stator magnetic core) of a stator of a motor element mounted on an electric device or the like. The magnetic steel sheet used for the stator yoke (stator magnetic core) has a characteristic of low magnetic loss in order to increase the efficiency of the motor element. For example, an electrical steel sheet is provided with a coating on the surface of the electrical steel sheet to electrically insulate the electrical steel sheets from each other and suppress an increase in eddy current. Furthermore, by increasing the Si content of the magnetic steel sheet and increasing the electrical resistance of the magnetic steel sheet itself, the generation of eddy current is also suppressed. For example, among non-oriented electrical steel sheets used for electric motors, about 2 wt% to about 3 wt% of Si is added to high-grade electrical steel sheets, and about 1 wt% of Si is added to medium-low-grade electrical steel sheets. In recent years, magnetic steel sheets in which the amount of Si added has been increased from 6 wt% to about 7 wt% have been developed.

一方、永久磁石部を具備する回転子の側の回転子ヨーク（回転子磁心）にも、電磁鋼板が多用されている。なお、電磁鋼板を固定子及び回転子に用いるに際しては、主に工業的生産における大量生産の観点及び工業的生産における経営的視点から、固定子及び回転子にはいずれも同じ品種・材質の電磁鋼板を採用するケースが殆どである。   On the other hand, magnetic steel sheets are often used for a rotor yoke (rotor magnetic core) on the side of a rotor having a permanent magnet portion. When using electromagnetic steel sheets for the stator and the rotor, the stator and the rotor must be of the same type and material, both from the viewpoint of mass production in industrial production and from the viewpoint of management in industrial production. In most cases, steel plates are used.

電動機要素の回転駆動の動作状態に不具合な動作を生じない限り、固定子及び回転子がいずれも同じ品種・材質の電磁鋼板であっても、特に支障となることは無い。   As long as the rotational state of the electric motor element does not cause an inconvenient operation, there is no particular problem even if both the stator and the rotor are magnetic steel sheets of the same type and material.

しかし、何らかの要因によって、電動機要素の回転動作が停止する場合（以下、この回転動作が停止する態様を、モータロック、と表現する）、回転子の回転が止まった状態で固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加される場合がある。この逆磁界が回転子に搭載された永久磁石部の減磁を引き起こすことがある。モータロック時の状況を擬似的に再現する減磁試験を実施することによって、回転子に搭載された永久磁石部の減磁に起因する不具合現象の状態を確認することも行われる。   However, when the rotation of the motor element is stopped for some reason (hereinafter, the mode in which the rotation is stopped is referred to as motor lock), the rotating magnetic field from the stator is stopped in a state where the rotation of the rotor is stopped. May be applied to the rotor as a reverse magnetic field. This reverse magnetic field may cause demagnetization of the permanent magnet mounted on the rotor. By performing a demagnetization test that simulates a situation at the time of motor lock, a state of a malfunction phenomenon caused by demagnetization of a permanent magnet portion mounted on the rotor is also performed.

モータロック時の逆磁界によって永久磁石部の減磁が生じる要因の一つは、以下のように考察される。すなわち、モータロック時には、回転駆動の止まった回転子が、固定子からの回転磁界の中に位置する。そして、回転子の永久磁石部も、回転磁界の中に位置する。この回転磁界が、回転子の永久磁石部を減磁する方向へ作用する状態が起き得る。一方、回転子の磁心に用いる電磁鋼板は、絶縁被膜を有し、且つＳｉを高含有するため、電磁鋼板の電気抵抗率は銅などの電気抵抗率に比べて大きな値である。電磁誘導によって生じる電磁鋼板の渦電流は僅かなものである。したがって、固定子からの回転磁界によって回転子の電磁鋼板に生じる渦電流は僅かである。固定子からの回転磁界は、渦電流による磁界で相殺されることもなく、回転子の内部に位置する永久磁石部へ達する。回転磁界は、永久磁石部を減磁するほどの強い逆磁界として作用する場合も起き得る。例えば、図１０に示すように、逆磁界（矢印１６）は、固定子から実質的な径方向に回転子２に流入する。このため、回転子２の外周部に位置するボンド磁石部１０の磁化方向１０ａが逆磁界と逆方向（矢印１６の方向と実質的な逆方向）であると、ボンド磁石部１０が減磁することがある。減磁したボンド磁石部１０は、再度着磁をしなければ、もとの残留磁束密度に回復することはなく、ボンド磁石部１０からの磁束量は減磁によって減少したままとなる。よって、電動機要素は初期の特性よりも劣化した特性を示す。   One of the factors that cause the demagnetization of the permanent magnet portion due to the reverse magnetic field when the motor is locked is considered as follows. That is, when the motor is locked, the rotor whose rotation has been stopped is located in the rotating magnetic field from the stator. And the permanent magnet part of a rotor is also located in a rotating magnetic field. A state may occur in which this rotating magnetic field acts in a direction to demagnetize the permanent magnet portion of the rotor. On the other hand, the electrical steel sheet used for the magnetic core of the rotor has an insulating coating and contains a high content of Si, so that the electrical steel sheet has a larger electrical resistivity than copper or the like. The eddy current of the magnetic steel sheet caused by electromagnetic induction is slight. Therefore, the eddy current generated in the magnetic steel sheet of the rotor by the rotating magnetic field from the stator is small. The rotating magnetic field from the stator reaches the permanent magnet portion located inside the rotor without being offset by the magnetic field due to the eddy current. The rotating magnetic field may act as a reverse magnetic field strong enough to demagnetize the permanent magnet. For example, as shown in FIG. 10, a reverse magnetic field (arrow 16) flows into the rotor 2 from the stator in a substantially radial direction. Therefore, if the magnetization direction 10a of the bonded magnet portion 10 located on the outer peripheral portion of the rotor 2 is opposite to the reverse magnetic field (substantially opposite to the direction of arrow 16), the bonded magnet portion 10 is demagnetized. Sometimes. If the demagnetized bond magnet portion 10 is not re-magnetized, it does not recover to the original residual magnetic flux density, and the amount of magnetic flux from the bond magnet portion 10 remains reduced due to demagnetization. Therefore, the motor element exhibits characteristics that are deteriorated from the initial characteristics.

このように、電磁鋼板の渦電流による損失の低減のために施されたＳｉ含有量が比較的に多量であること、及び、電磁鋼板同士を電気的に絶縁する絶縁被膜などは、渦電流の発生を抑制することから、モータロック時の逆磁界による永久磁石部の減磁という現象の抑制は、できない。   As described above, the Si content provided for reducing the loss due to the eddy current of the magnetic steel sheet is relatively large, and the insulating coating or the like that electrically insulates the magnetic steel sheets from each other has a low eddy current. Since the occurrence is suppressed, the phenomenon of demagnetization of the permanent magnet portion due to the reverse magnetic field when the motor is locked cannot be suppressed.

なお、一般的に、電動機及び電動機要素の永久磁石部には、安全率を高める技術思想の観点から、高い保磁力を有する希土類焼結磁石等を搭載することで、モータロック時の逆磁界による永久磁石部の減磁を抑制するケースが多い。しかし、経済性が、課題となる。   In general, the permanent magnet portion of the electric motor and the electric motor element is mounted with a rare earth sintered magnet or the like having a high coercive force from the viewpoint of a technical idea to increase the safety factor, so that a reverse magnetic field when the motor is locked is generated. In many cases, demagnetization of the permanent magnet part is suppressed. However, economics is a challenge.

例えば、回転子に搭載される永久磁石部にＮｄＦｅＢ焼結磁石等の高い保磁力の磁石を採用する場合は、高い保磁力が有効に作用する。したがって、モータロックが生じた場合でも、逆磁界による永久磁石部の減磁は稀である。つまり、永久磁石部にＮｄＦｅＢ焼結磁石等の高い保磁力の磁石を採用するだけで、減磁に対しての考察を要しない高水準の電動機及び電動機要素が実現可能である。   For example, when a magnet having a high coercive force such as a NdFeB sintered magnet is used for the permanent magnet portion mounted on the rotor, the high coercive force works effectively. Therefore, even when a motor lock occurs, demagnetization of the permanent magnet portion due to the reverse magnetic field is rare. That is, only by employing a magnet having a high coercive force such as a NdFeB sintered magnet for the permanent magnet portion, it is possible to realize a high-level motor and a motor element that do not require consideration of demagnetization.

一方、回転子に搭載する永久磁石部にボンド磁石を採用する場合においては、ボンド磁石の保磁力がＮｄＦｅＢ焼結磁石等の磁石よりも劣る。このため、ヨーク部の電磁鋼板の材質、回転子の構造など、ボンド磁石の減磁に関する詳細な考察を要する。なお、ボンド磁石は、ＮｄＦｅＢ焼結磁石等の焼結磁石に比べて、ボンド磁石自体の形状、及び、回転子への配置に関して、自由度に富む。したがって、何らか新規な構成の回転子の想起が期待される。   On the other hand, when a bonded magnet is used for the permanent magnet mounted on the rotor, the coercive force of the bonded magnet is inferior to that of a magnet such as a NdFeB sintered magnet. For this reason, it is necessary to consider in detail the demagnetization of the bond magnet, such as the material of the magnetic steel sheet of the yoke and the structure of the rotor. Note that the bond magnet has a greater degree of freedom in terms of the shape of the bond magnet itself and its arrangement on the rotor, as compared to sintered magnets such as NdFeB sintered magnets. Therefore, it is expected that a rotor having a new configuration will be recalled.

ちなみに、表面磁石型の回転子を採用する電動機要素の場合は、高速回転時の磁石飛散防止のために設ける保護管が、前述の固定子からの回転磁界を渦電流による磁界によって相殺し、磁石の減磁を抑制する機能を果たすことを考察し得る。   By the way, in the case of a motor element that employs a surface magnet type rotor, a protective tube provided to prevent magnet scattering during high-speed rotation cancels out the rotating magnetic field from the aforementioned stator by the magnetic field due to eddy current, Can be considered to fulfill the function of suppressing the demagnetization of.

例えば、非磁性材料の筒状の保護管を回転子の最外周に設置し、高速回転時の磁石飛散を防止する。保護管を特に非磁性材料とするのは、回転子に具備する磁石からの磁束が固定子の側へ鎖交するのを妨げないためである。もし、磁性材料を保護管にした場合では、回転子の磁石からの磁束は、透磁率の高い保護管内を通り、隣接の磁極の側へ分岐する割合が高くなる。よって、固定子の側と鎖交する磁束は減少し、電動機要素の効率の低下を招く。   For example, a cylindrical protection tube made of a non-magnetic material is provided on the outermost periphery of the rotor to prevent magnets from scattering at high speed rotation. The protection tube is made of a non-magnetic material in order not to prevent the magnetic flux from the magnet provided in the rotor from interlinking with the stator. If the protection tube is made of a magnetic material, the magnetic flux from the magnet of the rotor passes through the protection tube having a high magnetic permeability, and is more likely to branch to the adjacent magnetic pole. Therefore, the magnetic flux linking with the stator side is reduced, and the efficiency of the motor element is reduced.

例えば、磁石飛散防止に加え、渦電流損失による電動機の効率の低下を抑制することを意図する場合は、回転子の中央部には、飛散防止の保護管を設けず、上下端のみ飛散防止機能を図る構成も想起し得る。すなわち、保護管があると固定子から発生される交流磁界が保護管にて減衰される。したがって、保護管を設けないことで、電動機要素効率を低下させることを回避可能である。   For example, if it is intended to suppress the reduction of the motor efficiency due to the eddy current loss in addition to the magnet scatter prevention, a protection tube for the scatter prevention is not provided in the center of the rotor, and only the upper and lower ends have the scatter prevention function. Can be recalled. That is, if there is a protection tube, the AC magnetic field generated from the stator is attenuated by the protection tube. Therefore, it is possible to avoid lowering the motor element efficiency by not providing the protection tube.

なお、上述の技術思想を示す先行技術文献は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４などがある。他に同様の内容の文献が多々見られる。   Prior art documents showing the above-mentioned technical idea include, for example, Patent Document 1, Patent Document 2, Patent Document 3, Patent Document 4, and the like. There are many other documents with similar contents.

近年においては、電動機要素の性能向上に寄与する新規なボンド磁石の開発が盛んである。この新規なボンド磁石の活用が希求されている。特に、この新規なボンド磁石の高性能化は、ボンド磁石（永久磁石）を回転子内部に埋設する永久磁石埋め込み（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ（ＩＰＭ））型の回転子への応用が望まれるところである。しかし、上述のとおり、電動機要素の回転駆動の動作状態が、停止する場合（所謂、モータロック）が生じると、回転子の回転が止まった状態となる。固定子からの回転磁界が回転子のボンド磁石に対しては、ボンド磁石の着磁状態を減磁させる逆磁界として印加される場合も起き得る。また、従来技術を踏襲した回転子の構成のままでは、回転子に搭載するボンド磁石の保磁力を多少高めたとしても、ＮｄＦｅＢ焼結磁石等の高い値の保磁力には到底及ばず、ボンド磁石の減磁を解消することは難しいものと考察される。   In recent years, the development of new bonded magnets that contribute to improving the performance of electric motor elements has been active. There is a need for the use of this new bonded magnet. In particular, to improve the performance of this novel bonded magnet, it is desired to apply it to a rotor of an interior permanent magnet (IPM) type in which a bonded magnet (permanent magnet) is embedded inside the rotor. However, as described above, when the operation state of the rotation driving of the electric motor element stops (so-called motor lock), the rotation of the rotor stops. A rotating magnetic field from the stator may be applied to the bonded magnet of the rotor as a reverse magnetic field for demagnetizing the magnetized state of the bonded magnet. In addition, with the configuration of the rotor following the conventional technology, even if the coercive force of the bond magnet mounted on the rotor is slightly increased, it does not reach the high value of the coercive force of NdFeB sintered magnets, etc. It is considered difficult to eliminate the demagnetization of the magnet.

特開２０１０−２５９３０４号公報JP 2010-259304 A 特開２００９−９５２００号公報JP 2009-95200 A 特開２０００−３１２４４７号公報JP 2000-312447 A 特開平１０−３０４６１０号公報JP-A-10-304610

そこで、本発明の目的は、回転子内部にボンド磁石を配置する構成において、電動機要素の減磁に対する耐性向上を図った新規な構成の電動機要素及び電動機を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a motor element and a motor having a novel configuration in which the resistance to demagnetization of the motor element is improved in a configuration in which a bonded magnet is disposed inside the rotor.

上述の目的を達成するために、本件出願の発明者らは、試行錯誤を重ね且つ鋭意検討を行った。その詳細を下記に述べる。   In order to achieve the above object, the inventors of the present application repeated trial and error and made intensive studies. The details are described below.

本発明は、固定子と、複数の磁極を有する回転子と、を含む電動機要素である。回転子は、磁気的突極性を有する構成を含む。磁気的突極性を有する構成は、固定子からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部を含み、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部、又はボンド磁石部とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心と、回転子の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸とし、ｄ軸に対して電気角で９０度ずれ、且つ回転子の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸として、ｑ軸に対して近接の箇所に位置するボンド磁石部の要部であるボンド磁石部要部における磁化方向は、磁化方向の磁化方向仮想延長直線と、ｑ軸との交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。この一つの角は、ｑ軸に含まれる線分のうちの、交点と回転子の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向仮想延長直線と、によって挟まれる角部である。角部の角度は、３０度から１５０度の範囲である。   The present invention is an electric motor element including a stator and a rotor having a plurality of magnetic poles. The rotor includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency has a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among the components of the rotational torque generated by the rotating magnetic field from the stator, and a reluctance torque among the components of the rotational torque. And a plurality of q-axis magnetic flux paths for generating. A portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion, and a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion or an adjacent portion in contact with a bonded magnet portion different from the bonded magnet portion. An extension of a straight line connecting the center of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor is defined as the d-axis, shifted by 90 degrees in electrical angle with respect to the d-axis, and passes through the center of the rotation axis of the rotor. With the straight line as the q-axis, the magnetization direction in the main part of the bond magnet part, which is the main part of the bond magnet part located close to the q-axis, is the intersection of the virtual extension line of the magnetization direction and the q-axis. Is one of the four corners at the intersection. This one corner is a corner portion sandwiched by the q-axis line segment between the intersection and the outer periphery of the rotor, and the virtual extension line in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis. The angle of the corner ranges from 30 degrees to 150 degrees.

本発明の構成によれば、モータロック時に固定子の側から発生した磁界が逆磁界となって、回転子の実質的に径方向に流入（出）することに対して、ボンド磁石部の要部の磁化方向を所定の角度とすることによって、ボンド磁石部の減磁を抑制可能である。したがって、モータロック時に固定子の側から発生した磁界が作用しても、特性の劣化を抑制可能な埋め込み磁石型回転子を含む電動機要素、電動機、電気機器等を提供することが可能である。よって、産業的価値の大なるものである。   According to the configuration of the present invention, the magnetic field generated from the stator side when the motor is locked becomes a reverse magnetic field, and flows in (out) in the radial direction of the rotor substantially. By setting the magnetization direction of the portion to a predetermined angle, demagnetization of the bond magnet portion can be suppressed. Therefore, it is possible to provide an electric motor element, an electric motor, an electric device, and the like including an embedded magnet type rotor that can suppress deterioration of characteristics even when a magnetic field generated from the stator acts during motor lock. Therefore, it is of great industrial value.

実施の形態１の電動機要素の構造例を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structural example of the motor element according to the first embodiment. 実施の形態１の電動機要素の回転軸を含む平面の断面を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a cross section of a plane including the rotation axis of the electric motor element according to the first embodiment. 実施の形態１の電動機要素のモータロック時において、固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加された状態を示す説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing a state in which a rotating magnetic field from a stator is applied to the rotor as a reverse magnetic field when the motor element of the first embodiment is locked with the motor; 実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様１を示す図。FIG. 3 is a diagram showing an aspect 1 of a magnetization direction of a main part of the bonded magnet unit in the first embodiment. 実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様２を示す図。FIG. 3 is a diagram illustrating a second aspect of the magnetization direction of the main part of the bond magnet unit according to the first embodiment. 実施の形態１における誘起電圧のシミュレーション結果を示すグラフ。4 is a graph showing a simulation result of an induced voltage in the first embodiment. 実施の形態２の電動機要素の構造例を示す斜視図。FIG. 9 is a perspective view showing a structural example of a motor element according to a second embodiment. 実施の形態２の電動機要素を回転軸方向から見た平面図。FIG. 9 is a plan view of the electric motor element according to the second embodiment as viewed from the rotation axis direction. 実施の形態２におけるボンド磁石部要部の磁化方向を示す図。FIG. 10 is a diagram illustrating a magnetization direction of a main part of a bond magnet unit according to the second embodiment. 実施の形態２の電動機要素のモータロック時において、固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加された状態を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram showing a state in which a rotating magnetic field from a stator is applied to the rotor as a reverse magnetic field when the electric motor element of the second embodiment is locked with the motor; 従来例の一例として示す埋め込み磁石型回転子の磁化方向を示す概略図。The schematic diagram which shows the magnetization direction of the embedded magnet type | mold rotor shown as an example of a prior art example.

以下、本発明について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施の形態によって本発明が限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments.

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態の電動機要素の構造例を示す断面図である。図２は、本実施の形態の電動機要素の回転軸を含む平面の断面を示す断面図である。図１に示す電動機要素の極数とスロット数の組み合わせは、所謂、６極９スロットの集中巻の構成である。電動機要素は、９つのティース部に集中巻の巻装体を具備する固定子１と、磁気的突極性を有する６つの磁極部を具備する回転子２とを有する。 (Embodiment 1)
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structural example of a motor element according to the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a cross section of a plane including the rotation axis of the electric motor element of the present embodiment. The combination of the number of poles and the number of slots of the motor element shown in FIG. 1 is a so-called concentrated winding configuration of 6 poles and 9 slots. The motor element includes a stator 1 having a concentrated winding around nine teeth and a rotor 2 having six magnetic poles having magnetic saliency.

本発明における電動機要素の構成は、これに限定されない。図１においては、１つのティース部５に巻線を巻いた集中巻による巻装体６を例示しているが、本発明はこれに限らない。例えば、複数のティース部５に渡って巻線を巻装する分布巻または波巻など種々の巻線の態様を採用可能である。   The configuration of the motor element in the present invention is not limited to this. FIG. 1 illustrates a wound body 6 formed by concentrated winding in which a single tooth portion 5 is wound, but the present invention is not limited to this. For example, various winding modes such as distributed winding or wave winding in which the winding is wound over the plurality of teeth portions 5 can be adopted.

巻装体６は、例えば、１０極９スロットの集中巻の構成、１０極１２スロットの集中巻の構成、１２極９スロットの集中巻の構成、１４極１２スロットの集中巻の構成、４極２４スロットの分布巻の構成、４極３６スロットの分布巻の構成、６極３６スロットの分布巻の構成、８極４８スロットの分布巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、６極１８スロットの波巻の構成などの周知の極数とスロット数の組み合わせのいずれにも適用可能である。   The winding body 6 has, for example, a 10-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 10-pole, 12-slot concentrated winding configuration, a 12-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 14-pole, 12-slot concentrated winding configuration, and a 4-pole. Configuration of distributed winding of 24 slots, configuration of distributed winding of 4 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 6 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 8 poles and 48 slots, configuration of wave winding of 4 poles and 12 slots, 4 poles The present invention can be applied to any known combination of the number of poles and the number of slots, such as a 12-slot wave configuration and a 6-pole 18-slot wave configuration.

図１に示すように、本実施の形態における電動機要素１４は、実質的に円筒状の固定子１と、固定子１の内側に回転自在に保持される回転子２とを有する。回転子２の中心にはシャフト孔３が設けられる。シャフト孔３にシャフト（図示せず）が挿通された状態で回転子２とシャフトとが固定される。なお、シャフトの両端部は、シャフトを回転自在に支承する一対の軸受を具備する。図１においては、シャフト及び軸受については、自明な内容であり、図示していない。   As shown in FIG. 1, the electric motor element 14 in the present embodiment has a substantially cylindrical stator 1 and a rotor 2 rotatably held inside the stator 1. A shaft hole 3 is provided at the center of the rotor 2. The rotor 2 and the shaft are fixed with the shaft (not shown) inserted through the shaft hole 3. In addition, both ends of the shaft are provided with a pair of bearings that rotatably support the shaft. In FIG. 1, the shaft and the bearing are self-evident and are not shown.

固定子１は、実質的に円筒状のヨーク部４、及び、ヨーク部４の内側に延出するティース部５を有する固定子１のコア７と、ティース部５の各々に絶縁電線を巻装して設ける巻装体６とを有している。ティース部５と巻装体６との間には、両者を電気的に絶縁するインシュレータ８を設ける。回転子２は、円柱状の回転子２のコア９と、回転子２の周方向に複数（本例においては６つ）形成された配置孔１１の各々にボンド磁石部１０を、具備する。なお、巻装体６を構成する絶縁電線の芯線の材質には、不可避不純物と、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかを含むものが用いられる。固定子１のコア７は、電磁鋼板の積層体によって構成される。電磁鋼板を打ち抜き加工し、ヨーク部と、ティース部とを含む固定子コアシートを形成し、複数枚の固定子コアシートを積層して、固定子１のコア７である電磁鋼板の積層体を構成する。電磁鋼板は、主成分として、Ｆｅ及びＳｉを含み、副成分としては特に限定されない。電磁鋼板の成分には、特定し得ない不可避不純物が含まれる。電磁鋼板の表面は、絶縁性の被膜を具備する。電磁鋼板に相当するものとして、例えば、固定子１のコア７には、３５Ｈ３００と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いてもよい。なお、３５Ｈ３００の厚み寸法は、０．３５ｍｍである。   The stator 1 has a substantially cylindrical yoke portion 4, a core 7 of the stator 1 having a tooth portion 5 extending inside the yoke portion 4, and an insulated wire wound around each of the tooth portions 5. And a winding body 6 provided in the above manner. An insulator 8 is provided between the teeth 5 and the winding body 6 to electrically insulate them. The rotor 2 includes a core 9 of the columnar rotor 2 and bond magnets 10 in each of a plurality (six in this example) of arrangement holes 11 formed in the circumferential direction of the rotor 2. In addition, as a material of the core wire of the insulated electric wire forming the winding body 6, a material containing an unavoidable impurity and one of copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy is used. The core 7 of the stator 1 is formed of a laminate of electromagnetic steel sheets. An electromagnetic steel sheet is punched to form a stator core sheet including a yoke part and a tooth part, and a plurality of stator core sheets are laminated to form a laminated body of the electromagnetic steel sheet which is the core 7 of the stator 1. Constitute. The magnetic steel sheet contains Fe and Si as main components, and is not particularly limited as subcomponents. The components of the magnetic steel sheet include unavoidable impurities that cannot be specified. The surface of the magnetic steel sheet has an insulating coating. As equivalent to the electromagnetic steel sheet, for example, the core 7 of the stator 1 may be an electromagnetic steel sheet called 35H300 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. In addition, the thickness dimension of 35H300 is 0.35 mm.

図４Ａは、実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様１を示す図である。図４Ｂは、実施の形態１におけるボンド磁石部要部の磁化方向の態様２を示す図である。本実施の形態においては、回転子２のコア９に、固定子１のコア７に用いられる３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用しても良い。後述するように、回転子２のコア９に、３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用する場合においても、ボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向１０ａの仮想延長直線と、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度の範囲とすることによって、ボンド磁石部１０の減磁を抑制可能である。モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって作用し、この逆磁界が回転子２の実質的な径方向から流入してボンド磁石部１０に減磁を生じさせる現象を抑制可能とする。モータロック時の固定子１の側から発生した磁界の方向と、ボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａとは、互いの方向が逆方向で向き合うことは無く、相違しているため、ボンド磁石部１０の減磁は抑制されるものと考察される。   FIG. 4A is a diagram illustrating a first aspect of the magnetization direction of the main part of the bonded magnet unit according to the first embodiment. FIG. 4B is a diagram illustrating a second aspect of the magnetization direction of the main part of the bonded magnet unit according to the first embodiment. In the present embodiment, the core 9 of the rotor 2 may employ an electromagnetic steel plate called 35H300 used for the core 7 of the stator 1. As will be described later, even when an electromagnetic steel plate called 35H300 is used for the core 9 of the rotor 2, the magnetization direction 10 a of the bond magnet portion 10 c of the bond magnet portion 10 is set to the outer periphery of the rotor 2. Demagnetization of the bonded magnet unit 10 can be suppressed by setting the angle θ of the corner portion between the q-axis line segment and the virtual extension line of the magnetization direction 10a in the range of 30 to 150 degrees. is there. When the motor is locked, the magnetic field generated from the stator 1 acts as a reverse magnetic field, and the reverse magnetic field flows from a substantially radial direction of the rotor 2 to cause demagnetization in the bond magnet portion 10. It can be suppressed. Since the direction of the magnetic field generated from the side of the stator 1 at the time of motor lock and the magnetization direction 10a of the main part 10c of the bond magnet part are not opposite to each other and are different from each other, the bond magnets are different. It is considered that the demagnetization of the part 10 is suppressed.

ボンド磁石部１０は、少なくとも磁石粉末と樹脂材料を含む。磁石粉末の磁性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石粉末、フェライト系磁石粉末、又はこれらの混合物などから適宜選択される。ボンド磁石部１０の軸方向に対して垂直な面の断面形状は、実質的なＶ字状の形状の場合を示すが、この形状に限定されるものではない。長方形、台形、Ｕ字状、円弧状など、電動機要素の仕様に適した態様が適宜選択される。   The bonded magnet section 10 contains at least a magnet powder and a resin material. The type of the magnetic material of the magnet powder is not particularly limited. For example, Nd-Fe-B magnet powder, Sm-Co magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, ferrite magnet powder, or a mixture thereof It is appropriately selected from the above. The cross-sectional shape of the surface perpendicular to the axial direction of the bonded magnet portion 10 is substantially V-shaped, but is not limited to this shape. A mode suitable for the specification of the motor element, such as a rectangle, a trapezoid, a U-shape, or an arc, is appropriately selected.

本実施の形態における回転子２の体格であるが、回転子２の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲である。回転子２の回転軸の長手方向の長さ寸法（円柱形状の長さ寸法）は、１５ｍｍから６０ｍｍの範囲である。このような回転子２の体格の場合においては、回転子２の回転軸に対して垂直方向の断面におけるボンド磁石部１０の厚み寸法は少なくとも２ｍｍ程度を要する。なお、固定子１の体格は、回転子２の体格に応じて選択する。   The rotor 2 according to the present embodiment has a physical size, and the diameter of the rotor 2 is in a range of 30 mm to 60 mm. The length of the rotation axis of the rotor 2 in the longitudinal direction (length of the columnar shape) is in the range of 15 mm to 60 mm. In the case of such a physique of the rotor 2, the thickness dimension of the bonded magnet portion 10 in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 needs to be at least about 2 mm. The physique of the stator 1 is selected according to the physique of the rotor 2.

ボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向１０ａの仮想延長直線と、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度とするときの、ボンド磁石部１０におけるボンド磁石部要部１０ｃが占める範囲は以下である。回転子２の直径を６０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径２０ｍｍ程度までであることが好ましい。回転子２の直径を３０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径１０ｍｍ程度までであることが好ましい。   The angle θ of the corner sandwiched by the q-axis segment between the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension line of the magnetization direction 10a is changed from 30 degrees to 150 degrees. Then, the range occupied by the bonded magnet main part 10c in the bonded magnet part 10 is as follows. When the diameter of the rotor 2 is about 60 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 20 mm inside the rotor 2. When the diameter of the rotor 2 is about 30 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 10 mm inside the rotor 2.

上述のとおり、本実施の形態における電動機要素１４は、少なくとも固定子１と、複数の磁極を有する回転子２と、を含む。回転子２は、磁気的突極性を有する構成を含む。この磁気的突極性を有する構成は、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちの、マグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の少なくとも一部分にボンド磁石部１０を含み、且つ複数のｑ軸磁束通路の各々の少なくとも一部分にボンド磁石部１０又はボンド磁石部１０とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心の各々毎と、回転子２の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸２ｄとし、ｄ軸２ｄの各々に対して、電気角で９０度ずれ且つ回転子２の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸２ｑとして、ｑ軸２ｑの各々毎に対して近接する位置に配置されるボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃにおける磁化方向１０ａは、磁化方向１０ａの磁化方向仮想延長直線１０ｂと、ｑ軸２ｑとの交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。一つの角は、ｑ軸２ｑに含む線分のうちの、交点と回転子２の外周との間のｑ軸線分２ｒと、磁化方向仮想延長直線１０ｂと、によって挟まれる角部である。角部の角度θは、３０度から１５０度の範囲である。   As described above, motor element 14 in the present embodiment includes at least stator 1 and rotor 2 having a plurality of magnetic poles. Rotor 2 includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency has a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among components of the rotating torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1, and a component of the rotating torque. A plurality of q-axis magnetic flux paths for generating reluctance torque. At least a portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes the bond magnet section 10, and at least a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths contacts the bond magnet section 10 or a bond magnet section different from the bond magnet section 10. Including adjacent parts. An extension of a straight line connecting each of the centers of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor 2 is defined as a d-axis 2d, and the rotor is shifted by 90 degrees in electrical angle with respect to each of the d-axis 2d. Assuming that a straight line passing through the center of the rotation axis 2 is the q-axis 2q, the magnetization direction 10a in the bond magnet portion main portion 10c of the bond magnet portion 10 disposed at a position close to each q-axis 2q is This is one of the four corners at the intersection formed by the intersection of the virtual extension line 10b of the magnetization direction 10a in the direction 10a and the q-axis 2q. One corner is a corner sandwiched by the q-axis line segment 2r between the intersection and the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension line 10b in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis 2q. The angle θ of the corner ranges from 30 degrees to 150 degrees.

本実施の形態の電動機要素において、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって、回転子２の実質的な径方向から流入して、ボンド磁石部１０が減磁する現象に対して、この現象（減磁）を抑制可能であることを確認した。その確認方法とその結果を以下に記す。確認方法は、有限要素法による磁界の数値解析を用いた。この数値解析においては、まず、減磁していない状態のボンド磁石部を有する回転子２を具備する電動機要素について、誘起電圧を算出する。次に、固定子１の巻装体として構成した三相コイルのうち一相から他の二相に直流の減磁電流を通電した状態で、回転子２を１回だけ回転させる。その後、再度、誘起電圧を算出する。この減磁電流の通電前後における誘起電圧の変化（低下率）を求め、減磁率と定義する。その結果をグラフ化したものを図５に示す。図５は、実施の形態１における誘起電圧のシミュレーション結果を示すグラフである。   In the electric motor element of the present embodiment, the magnetic field generated from the side of the stator 1 at the time of motor lock becomes a reverse magnetic field, flows in from the substantially radial direction of the rotor 2, and the bond magnet portion 10 is demagnetized. It was confirmed that this phenomenon (demagnetization) could be suppressed. The confirmation method and the result are described below. The confirmation method used the numerical analysis of the magnetic field by the finite element method. In this numerical analysis, first, an induced voltage is calculated for a motor element including the rotor 2 having a bonded magnet portion in a non-demagnetized state. Next, the rotor 2 is rotated only once while a DC demagnetizing current is applied from one phase to the other two phases of the three-phase coil configured as the winding body of the stator 1. After that, the induced voltage is calculated again. The change (decrease rate) of the induced voltage before and after the application of the demagnetizing current is determined and defined as the demagnetizing rate. FIG. 5 shows a graph of the result. FIG. 5 is a graph showing a simulation result of the induced voltage in the first embodiment.

なお、上記の数値解析における逆磁界の値は、逆磁界の方向と、ボンド磁石部１０の磁化方向磁界の方向と、が逆方向で互いに向き合うときに、ボンド磁石部１０に減磁が生じる程度の磁界の値である。上記の数値解析における逆磁界の値は、ボンド磁石の保持力Ｈｃｊの値よりも２割程増した値として、数値解析を行った。本実施の形態に用いるボンド磁石の磁気特性として、保持力Ｈｃｊは、８５０［ｋＡ／ｍ］程度である。残留磁束密度Ｂｒは、６３０［ｍＴ］程度である。密度は、５．０［Ｍｇ／ｍ^３］程度である。 The value of the reverse magnetic field in the above numerical analysis is such that when the direction of the reverse magnetic field and the direction of the magnetization direction magnetic field of the bond magnet unit 10 face each other in opposite directions, the degree of demagnetization of the bond magnet unit 10 is generated. Are the values of the magnetic field. Numerical analysis was performed assuming that the value of the reverse magnetic field in the above numerical analysis was about 20% larger than the value of the holding force Hcj of the bonded magnet. As a magnetic property of the bonded magnet used in the present embodiment, the coercive force Hcj is about 850 [kA / m]. The residual magnetic flux density Br is about 630 [mT]. The density is about 5.0 [Mg / m ³ ].

ボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａは、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向１０ａの仮想延長直線と、によって挟まれる角部の角度θと等しい。この角度θを、１０度から１７０度まで変化させて、誘起電圧の低下率を数値解析によって求めた。図５に示す結果は、図４Ａに示す磁化方向１０ａである角度θが、３０度から１５０度の範囲では、減磁率は１％を下回り、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   The magnetization direction 10a of the bond magnet main part 10c of the bond magnet part 10 is equal to the angle θ of the corner part sandwiched between the q-axis line segment with the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension line of the magnetization direction 10a. . The angle θ was changed from 10 degrees to 170 degrees, and the reduction rate of the induced voltage was determined by numerical analysis. The results shown in FIG. 5 show that when the angle θ, which is the magnetization direction 10a shown in FIG. 4A, is in the range of 30 to 150 degrees, the demagnetization rate is less than 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

ボンド磁石部１０の要部の磁化方向１０ａの角度θは、図４Ａ（態様１）に示すように、ボンド磁石部１０の要部の各部分の全てで実質的に一定の角度とすることが好ましい。また、図４Ｂ（態様２）に示すように、ボンド磁石部１０のボンド磁石部要部１０ｃの各部分毎に磁化方向１０ａの角度θ１、角度θ２〜角度θｎ（ｎは３以上の自然数）と多少相違し、ある程度の角度幅内で分散しても良い。   As shown in FIG. 4A (aspect 1), the angle θ of the magnetization direction 10a of the main part of the bond magnet unit 10 may be a substantially constant angle in all of the main parts of the bond magnet unit 10. preferable. Further, as shown in FIG. 4B (aspect 2), the angle θ1 of the magnetization direction 10a, the angle θ2 to the angle θn (n is a natural number of 3 or more) of the magnetization direction 10a for each portion of the bond magnet main portion 10c of the bond magnet portion 10. It may be slightly different and dispersed within a certain angle width.

磁化方向１０ａである角度θと、減磁率との関係は、図５に示すとおりである。磁化方向１０ａである角度θを３０度とすると、減磁率は約１％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   The relationship between the angle θ, which is the magnetization direction 10a, and the demagnetization rate is as shown in FIG. If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees, the demagnetization rate is about 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを４０度とすると、減磁率は約０．７５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 40 degrees, the demagnetization rate is about 0.75%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを５０度とすると、減磁率は約０．６％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 50 degrees, the demagnetization rate is about 0.6%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを６０度とすると、減磁率は約０．５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 60 degrees, the demagnetization rate is about 0.5%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを７０度とすると、減磁率は約０．４％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 70 degrees, the demagnetization rate is about 0.4%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを８０度とすると、減磁率は約０．２５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 80 degrees, the demagnetization rate is about 0.25%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを９０度とすると、減磁率は約０．２５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 90 degrees, the demagnetization rate is about 0.25%, and the effect of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１００度とすると、減磁率は約０．２５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ that is the magnetization direction 10a is 100 degrees, the demagnetization rate is about 0.25%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１１０度とすると、減磁率は約０．３％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 110 degrees, the demagnetization rate is about 0.3%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１２０度とすると、減磁率は約０．４５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 120 degrees, the demagnetization rate is about 0.45%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１３０度とすると、減磁率は約０．６５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   If the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 130 degrees, the demagnetization rate is about 0.65%, and the effect of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１４０度とすると、減磁率は約０．７５％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 140 degrees, the demagnetization rate is about 0.75%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを１５０度とすると、減磁率は約１％となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 150 degrees, the demagnetization rate is about 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から１５０度とすると、減磁率は約１％を下回る値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is changed from 30 degrees to 150 degrees, the demagnetization rate becomes a value less than about 1%, and the influence of the demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から９０度とすると、減磁率は約１％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 1% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを４０度から９０度とすると、減磁率は約０．７５％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 40 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 0.75% to about 0.25%, and the effect of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを５０度から９０度とすると、減磁率は約０．６％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 50 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 0.6% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを６０度から９０度とすると、減磁率は約０．５％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is from 60 degrees to 90 degrees, the demagnetization rate is a value in the range of about 0.5% to about 0.25%, and the effect of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを７０度から９０度とすると、減磁率は約０．４％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is from 70 degrees to 90 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 0.4% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から１１０度とすると、減磁率は約１％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees to 110 degrees, the demagnetization ratio is a value in the range of about 1% to about 0.25%, and the influence of demagnetization is slight, which is preferable.

磁化方向１０ａである角度θを３０度から１３０度とすると、減磁率は約１％又は約０．６５％から約０．２５％の範囲の値となり、減磁の影響は僅かであり、好ましい。   When the angle θ, which is the magnetization direction 10a, is 30 degrees to 130 degrees, the demagnetization rate is a value in the range of about 1% or about 0.65% to about 0.25%, and the effect of the demagnetization is slight, which is preferable. .

なお、上述のとおり、数値解析の結果は、逆磁界の値としては、逆磁界の方向と、ボンド磁石部１０の磁化方向磁界の方向と、が逆方向で互いに向き合うときに、ボンド磁石部１０に減磁が生じる程度の磁界の値として、ボンド磁石の保持力Ｈｃｊの値よりも２割程増した値とし、数値解析を行った。また、本実施の形態に用いるボンド磁石の磁気特性は、等方性の磁気特性である。保持力Ｈｃｊは、８５０［ｋＡ／ｍ］程度である。残留磁束密度Ｂｒは、６３０［ｍＴ］程度である。密度は、５．０［Ｍｇ／ｍ^３］程度のものを用いるとして数値解析を行った。 As described above, the result of the numerical analysis indicates that the value of the reverse magnetic field is such that when the direction of the reverse magnetic field and the direction of the magnetization direction magnetic field of the bond magnet section 10 are opposite to each other, the bond magnet section 10 The value of the magnetic field to the extent that demagnetization occurs was set to a value that was about 20% higher than the value of the holding force Hcj of the bonded magnet, and a numerical analysis was performed. The magnetic characteristics of the bonded magnet used in the present embodiment are isotropic magnetic characteristics. The holding force Hcj is about 850 [kA / m]. The residual magnetic flux density Br is about 630 [mT]. Numerical analysis was performed on the assumption that a density of about 5.0 [Mg / m ³ ] was used.

なお、仮に、逆磁界の値が、例えば、ボンド磁石の保持力Ｈｃｊの値よりも、１０倍〜１００倍程度の非常に過大な値であれば、ボンド磁石は減磁を越して、消磁に近い状態、または、逆磁界の方向と同方向の磁化方向に着磁（磁化）される状態に至る。このことは、説明するに及ばず自明なことである。   If the value of the reversal magnetic field is extremely large, for example, about 10 to 100 times larger than the value of the coercive force Hcj of the bond magnet, the bond magnet goes through demagnetization and demagnetizes. A state close to or close to the state of magnetization (magnetization) in the same magnetization direction as the direction of the reverse magnetic field is reached. This is self-evident without explanation.

また、本実施の形態における回転子２の極数は６であるが、２ｎ倍（ｎは自然数）であれば本実施の形態は適用可能である。   Further, the number of poles of the rotor 2 in the present embodiment is 6, but the present embodiment is applicable if it is 2n times (n is a natural number).

なお、図５は、回転子２に、３５Ｈ３００と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いた場合の結果である。回転子２に、他の種類の電磁鋼板または鋼材を用いた場合でも、ほぼ同様の傾向を示し、大きく相違することは無い。したがって、本実施の形態の結果を援用できることは言うまでもない。   FIG. 5 shows a result when the rotor 2 is made of an electromagnetic steel sheet called 35H300 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation. Even when another type of electromagnetic steel plate or steel material is used for the rotor 2, the similar tendency is exhibited and there is no great difference. Therefore, it goes without saying that the results of this embodiment can be used.

本実施の形態における電動機要素においては、回転子２は磁気的突極性を有している。図１に示すように、矢印１２の横切る回転子２の部位は、ｄ軸磁束通路構成部であり、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させる。矢印１３の横切る回転子２の部位は、ｑ軸磁束通路構成部であり、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちの、リラクタンストルクを発生させる。ｄ軸磁束通路構成部及びｑ軸磁束通路構成部は、少なくともボンド磁石部及び鋼板のどちらか一方の積層体を含む。   In the motor element according to the present embodiment, rotor 2 has magnetic saliency. As shown in FIG. 1, the portion of the rotor 2 that crosses the arrow 12 is a d-axis magnetic flux path constituting portion, and generates a magnet torque of a component of the rotating torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1. The portion of the rotor 2 traversed by the arrow 13 is a q-axis magnetic flux path constituting portion, and generates a reluctance torque among components of the rotation torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1. The d-axis magnetic flux path constituting part and the q-axis magnetic flux path constituting part include at least one of the laminated body of the bonded magnet part and the steel plate.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。本実施の形態における構成によれば、鋼板のＳｉ含有量を僅かな量にしたことから、鋼板の電気伝導率は電磁鋼板の電気伝導率よりも小さい。外部からの逆磁界による電磁誘導によって生じる鋼板の渦電流は、電磁鋼板における渦電流よりも大きな値を示す。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. According to the configuration in the present embodiment, the electric conductivity of the steel sheet is smaller than the electric conductivity of the electromagnetic steel sheet because the Si content of the steel sheet is made small. The eddy current of the steel sheet caused by electromagnetic induction due to an external reverse magnetic field shows a larger value than the eddy current of the electromagnetic steel sheet. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、絶縁被膜を有しない鋼板である。つまり、回転子２のコアを鋼板の積層体として構成することによって、鋼板の素地面同士が接する。また、鋼板には、鋼板の素地面同士の電気的導通を高める導電性材料を塗布してもよい。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment is a steel plate having no insulating coating. That is, by configuring the core of the rotor 2 as a laminate of steel plates, the base surfaces of the steel plates contact each other. Further, the steel plate may be coated with a conductive material that enhances electrical conduction between the ground surfaces of the steel plate. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板である。なお、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が、鋼板の厚み寸法を増すことにより、回転子２の外周付近における渦電流を更に多く生じさせて、ボンド磁石部の減磁を抑制可能である。電磁鋼板の場合は、その厚み寸法を、０．５ｍｍ程度としても良い。本実施の形態における電動機要素に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度としても良い。例えば、鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度として、５０Ｈ４７０、５０Ｈ４００又は５０Ｈ３５０と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element in the present embodiment is a steel plate having a lower limit of the thickness dimension of 0.35 mm. In addition, the magnetic field generated from the stator 1 side when the motor is locked increases the thickness of the steel plate, thereby generating more eddy current near the outer periphery of the rotor 2 and suppressing the demagnetization of the bond magnet portion. It is. In the case of an electromagnetic steel sheet, its thickness may be about 0.5 mm. The steel plate included in the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. The thickness of the steel sheet may be about 0.5 mm. For example, an electromagnetic steel sheet manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation called 50H470, 50H400 or 50H350 may be used with the thickness of the steel sheet being about 0.5 mm. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

なお、鋼板の素地面には、自然酸化による酸化膜が不可避的に生じる。したがって、本実施の形態における電動機要素は、鋼板の素地面同士が接する構成と、鋼板が素地面の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含む。また、鋼板の素地面に不可避的に生じる自然酸化による酸化膜を抑制することを意図して、回転子２の表面の少なくとも一部は、回転子２の表面を覆う被膜を具備しても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   In addition, an oxide film due to natural oxidation is inevitably formed on the base surface of the steel sheet. Therefore, the motor element according to the present embodiment includes a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the steel plates are in contact with each other via an oxide film formed by natural oxidation of the base surface. Further, at least a part of the surface of the rotor 2 may be provided with a coating covering the surface of the rotor 2 with the intention of suppressing an oxide film due to natural oxidation inevitably occurring on the base surface of the steel plate. . With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態の電動機要素を回転駆動させる際に、なんらかの要因によって電動機要素がロックした場合には、回転子２の回転が止まった状態のまま、固定子１からの回転磁界が回転子２への逆磁界として作用する場合がある。その状況を図３に模式的に示す。図３は、実施の形態１の電動機要素のモータロック時において、固定子１からの回転磁界が回転子２へ逆磁界として印加された状態を示す説明図である。図３に示す矢印１５は、上述の逆磁界を模式的に示す。上述のとおり、この逆磁界は回転磁界である。このため、この逆磁界が回転子２に搭載された磁石の減磁を引き起こす方向に印加されると、磁石が減磁する場合も起こり得る。このため、従来から継続的に問題として認識されていた。   When the motor element of the present embodiment is rotationally driven, if the motor element is locked for some reason, the rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped. May act as a reverse magnetic field. The situation is schematically shown in FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram showing a state in which a rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 as a reverse magnetic field when the motor element of the first embodiment is locked with the motor. An arrow 15 shown in FIG. 3 schematically shows the above-described reverse magnetic field. As described above, this inverse magnetic field is a rotating magnetic field. Therefore, if the reverse magnetic field is applied in a direction that causes the magnet mounted on the rotor 2 to demagnetize, the magnet may be demagnetized. For this reason, it has been continuously recognized as a problem.

本実施の形態における、鋼板又は電磁鋼板を使用した電動機要素のコア（固定子１のコア及び回転子２のコア）の製造方法は、次の通りである。金属材料等の製造メーカから供給されたロール状の鋼板又は電磁鋼板を、巻き出し機によってプレス機へ送る。鋼板又は電磁鋼板は、プレス機に設置された金型によって、所定の軸方向断面形状のコアシートに打ち抜かれる。このコアシートを積層して一体化することで、コア（鋼板又は電磁鋼板からの加工品であるコアシートを積層して構成する積層体）を形成する。   In the present embodiment, a method of manufacturing a core of a motor element (a core of the stator 1 and a core of the rotor 2) using a steel plate or an electromagnetic steel plate is as follows. A roll-shaped steel sheet or a magnetic steel sheet supplied from a manufacturer of a metal material or the like is sent to a press machine by an unwinder. The steel sheet or the electromagnetic steel sheet is punched into a core sheet having a predetermined axial cross-sectional shape by a mold installed in a press. By laminating and integrating the core sheets, a core (a laminate formed by laminating core sheets that are processed products from a steel plate or an electromagnetic steel plate) is formed.

以上のように、本実施の形態の電動機要素１４は、固定子１と、複数の磁極を有する回転子２と、を含む。回転子２は、磁気的突極性を有する構成を含む。磁気的突極性を有する構成は、固定子１からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含む。複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部１０を含み、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部１０、又はボンド磁石部１０とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含む。複数の磁極の中心と、回転子２の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸２ｄとし、ｄ軸２ｄに対して電気角で９０度ずれ、且つ回転子２の回転軸の中心を通過する直線をｑ軸２ｑとして、ｑ軸２ｑに対して近接の箇所に位置するボンド磁石部１０の要部であるボンド磁石部要部１０ｃにおける磁化方向は、磁化方向の磁化方向仮想延長直線と、ｑ軸２ｑとの交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角である。一つの角は、ｑ軸２ｑに含まれる線分のうちの、交点と回転子２の外周との間のｑ軸線分２ｒと、磁化方向仮想延長直線１０ｂと、によって挟まれる角部である。角部の角度は、３０度から１５０度の範囲である。   As described above, motor element 14 of the present embodiment includes stator 1 and rotor 2 having a plurality of magnetic poles. Rotor 2 includes a configuration having magnetic saliency. The configuration having the magnetic saliency includes a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among components of the rotational torque generated by the rotating magnetic field from the stator 1, and a reluctance torque among the components of the rotational torque. And a plurality of q-axis magnetic flux paths for generating A portion of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion, and a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths is adjacent to a bonded magnet portion or a bonded magnet portion different from the bonded magnet portion. including. An extension of a straight line connecting the center of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor 2 is defined as a d-axis 2d, which is shifted by an electrical angle of 90 degrees with respect to the d-axis 2d. Assuming that a straight line passing through the center is the q axis 2q, the magnetization direction in the bond magnet main part 10c, which is the main part of the bond magnet part 10 located at a position close to the q axis 2q, is a virtual extension of the magnetization direction of the magnetization direction. This is one of the four corners at the intersection between the straight line and the q-axis 2q. One corner is a corner portion sandwiched between a q-axis line segment 2r between the intersection and the outer periphery of the rotor 2 and a virtual extension line 10b in the magnetization direction, among the line segments included in the q-axis 2q. The angle of the corner ranges from 30 degrees to 150 degrees.

これにより、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって、回転子２の実質的な径方向に流入（出）することに対して、ボンド磁石部要部１０ｃの磁化方向１０ａを所定の角度とすることによって、ボンド磁石部１０の減磁を抑制可能である。したがって、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が作用しても、特性の劣化を抑制可能な埋め込み磁石型回転子を含む電動機要素、電動機、電気機器等を提供することが可能である。よって、産業的価値の大なるものである。   As a result, the magnetic field generated from the side of the stator 1 at the time of motor lock becomes a reverse magnetic field and flows in (out) in a substantially radial direction of the rotor 2, but the magnetization of the main portion 10 c of the bond magnet portion is prevented. By setting the direction 10a to a predetermined angle, demagnetization of the bonded magnet unit 10 can be suppressed. Therefore, it is possible to provide an electric motor element, an electric motor, an electric device, and the like including an embedded magnet type rotor that can suppress deterioration of characteristics even when a magnetic field generated from the stator 1 acts at the time of motor lock. . Therefore, it is of great industrial value.

角度が、３０度から９０度の範囲であることが、より好ましい。   More preferably, the angle ranges from 30 degrees to 90 degrees.

角度が、４０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle ranges from 40 degrees to 90 degrees.

角度が、５０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle is in the range of 50 to 90 degrees.

角度が、６０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle is in the range from 60 degrees to 90 degrees.

角度が、７０度から９０度の範囲であることが、さらに好ましい。   More preferably, the angle is in the range from 70 degrees to 90 degrees.

角度が、３０度から１１０度の範囲であることが、より好ましい。   More preferably, the angle is in the range of 30 degrees to 110 degrees.

角度が、３０度から１３０度の範囲であることが、より好ましい。   More preferably, the angle ranges from 30 degrees to 130 degrees.

回転子２の回転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部の断面形状は、Ｖ字状の形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 may be a V-shape.

回転子２の回転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部の断面形状は、Ｕ字状の形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 may be a U-shape.

回転子２の転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部の断面形状は、円弧状の形状であってもよい。   The cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 may be an arc shape.

回転子２の回転軸に対して、垂直方向の断面におけるボンド磁石部１０の厚み寸法の下限値は２ｍｍであることが好ましい。   It is preferable that the lower limit of the thickness dimension of the bonded magnet portion 10 in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 is 2 mm.

回転子の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲であることが好ましい。   The diameter of the rotor is preferably in the range from 30 mm to 60 mm.

複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分、及び、複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分は、複数枚の鋼板を積層する積層体を含み、鋼板の成分は、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでもよい。   A part of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths and a part of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths include a laminate in which a plurality of steel sheets are stacked, and the components of the steel sheets are Fe and 0.8 wt%. And Si as the upper limit.

回転子２が含む積層体は、鋼板の素地面同士が接する構成を含んでもよい。   The laminated body included in the rotor 2 may include a configuration in which the base surfaces of the steel plates are in contact with each other.

回転子２が含む積層体は、鋼板の素地面同士が接する構成と、鋼板が素地面の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含んでもよい。   The laminated body included in the rotor 2 may include a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the steel plates are in contact via an oxide film formed by natural oxidation of the base surface.

回転子２が含む積層体は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板を含んでもよい。   The laminated body included in the rotor 2 may include a steel plate having a lower limit of the thickness dimension of 0.35 mm.

回転子２が、回転子２の表面を覆う被膜を具備してもよい。   The rotor 2 may include a coating covering the surface of the rotor 2.

また、電動機要素１４の固定子１は、実質的に円筒状のヨーク部４と、ヨーク部４の内側に延出する複数のティース部５とを有する固定子１のコア７と、複数のティース部５の各々に巻装する絶縁電線の巻装体６とを含み、固定子１のコア７は、電磁鋼板の積層体を含んでもよい。   The stator 1 of the motor element 14 includes a core 7 of the stator 1 having a substantially cylindrical yoke 4 and a plurality of teeth 5 extending inside the yoke 4, and a plurality of teeth. The core 7 of the stator 1 may include a laminated body of an electromagnetic steel sheet.

また、本実施の形態の電動機は、電動機要素と、電動機要素の回転トルクを出力する出力軸と、出力軸を回転自在に支承する軸受とを含む。これにより、信頼性の高い電動機が提供される。   Further, the electric motor according to the present embodiment includes an electric motor element, an output shaft that outputs a rotational torque of the electric motor element, and a bearing that rotatably supports the output shaft. Thereby, a highly reliable electric motor is provided.

また、本実施の形態の装置は、電動機要素と、電動機要素の回転トルクを出力する出力軸と、出力軸を回転自在に支承する軸受とを含む電動機、を搭載する。これにより、信頼性の高い装置が提供される。   Further, the device of the present embodiment is equipped with an electric motor including a motor element, an output shaft that outputs a rotational torque of the motor element, and a bearing that rotatably supports the output shaft. Thereby, a highly reliable device is provided.

（実施の形態２）
図６は、本実施の形態の電動機要素の構造例を示す斜視図である。図７は、本実施の形態の電動機要素を回転軸方向から見た平面図である。図６及び図７に示す本実施の形態の電動機要素の極数とスロット数の組み合わせは、所謂、１０極１２スロットの集中巻の構成である。電動機要素は、１２箇所のティース部に集中巻の巻装体を具備する固定子１と、磁気的突極性を有する１０箇所の磁極部を具備する回転子２とを有する。その他の構成については、実施の形態１と同様である。 (Embodiment 2)
FIG. 6 is a perspective view showing a structural example of the electric motor element of the present embodiment. FIG. 7 is a plan view of the electric motor element according to the present embodiment as viewed from the rotation axis direction. The combination of the number of poles and the number of slots of the motor element according to the present embodiment shown in FIGS. 6 and 7 is a so-called concentrated winding configuration of 10 poles and 12 slots. The electric motor element has a stator 1 having concentrated windings at 12 teeth portions and a rotor 2 having 10 magnetic pole portions having magnetic saliency. Other configurations are the same as in the first embodiment.

本実施の形態の電動機要素を回転駆動させる際に、なんらかの要因によって電動機要素がロックした場合には、回転子２の回転が止まった状態で固定子１からの回転磁界が回転子２への逆磁界として作用する場合がある。その状況を図６に模式的に示す。上述のとおり、この逆磁界は回転磁界であるため、この逆磁界が回転子２に搭載された磁石の減磁を引き起こす方向に印加されると、磁石が減磁することが従来から問題として認識されていた。   When the motor element of the present embodiment is rotationally driven and the motor element is locked for some reason, the rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped. May act as a magnetic field. FIG. 6 schematically shows the situation. As described above, since this reverse magnetic field is a rotating magnetic field, it has been conventionally recognized that the magnet is demagnetized when the reverse magnetic field is applied in a direction that causes the magnet mounted on the rotor 2 to be demagnetized. It had been.

なお、図６及び図７は、１つのティース部５に巻線を巻いた集中巻による巻装体６を例示しているが、本発明はこれに限らない。巻装体６は、例えば、複数のティース部５に渡って巻線を巻装する分布巻または波巻など、種々の巻線の態様を採用可能である。   6 and 7 illustrate the winding body 6 formed by concentrated winding in which one tooth portion 5 is wound with a winding, but the present invention is not limited to this. The winding body 6 can adopt various winding modes such as a distributed winding or a wave winding in which the winding is wound over the plurality of teeth portions 5.

巻装体６は、例えば、１０極９スロットの集中巻の構成、１０極１２スロットの集中巻の構成、１２極９スロットの集中巻の構成、１４極１２スロットの集中巻の構成、４極２４スロットの分布巻の構成、４極３６スロットの分布巻の構成、６極３６スロットの分布巻の構成、８極４８スロットの分布巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、４極１２スロットの波巻の構成、６極１８スロットの波巻の構成などの周知の極数とスロット数の組み合わせのいずれにも適用可能である。また、本実施の形態における回転子２の極数は１０であるが、２ｎ倍（ｎは自然数）であれば、本発明は適用可能である。   The winding body 6 has, for example, a 10-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 10-pole, 12-slot concentrated winding configuration, a 12-pole, 9-slot concentrated winding configuration, a 14-pole, 12-slot concentrated winding configuration, and a 4-pole. Configuration of distributed winding of 24 slots, configuration of distributed winding of 4 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 6 poles and 36 slots, configuration of distributed winding of 8 poles and 48 slots, configuration of wave winding of 4 poles and 12 slots, 4 poles The present invention can be applied to any known combination of the number of poles and the number of slots, such as a 12-slot wave configuration and a 6-pole 18-slot wave configuration. Further, the number of poles of the rotor 2 in the present embodiment is 10, but the present invention is applicable if it is 2n times (n is a natural number).

図６及び図７に示すように、本実施の形態における電動機要素１４は、実質的に円筒状の固定子１と、固定子１の内側に回転自在に保持される回転子２とを有する。回転子２の中心にはシャフト孔３が設けられる。シャフト孔３にシャフト（図示せず）が挿通された状態で、回転子２とシャフトとが固定される。なお、シャフトの両端部は、シャフトを回転自在に支承する一対の軸受を具備する。図６及び図７においては、シャフト及び軸受については、自明なものであり、図示していない。   As shown in FIGS. 6 and 7, the electric motor element 14 in the present embodiment has a substantially cylindrical stator 1 and a rotor 2 rotatably held inside the stator 1. A shaft hole 3 is provided at the center of the rotor 2. With the shaft (not shown) inserted through the shaft hole 3, the rotor 2 and the shaft are fixed. In addition, both ends of the shaft are provided with a pair of bearings that rotatably support the shaft. In FIGS. 6 and 7, the shaft and the bearing are obvious and are not shown.

固定子１は、実質的に円筒状のヨーク部４、及び、ヨーク部４の内側に延出するティース部５を有する固定子１のコア７と、ティース部５の各々に絶縁電線を巻装して設ける巻装体６とを有している。ティース部５と巻装体６との間には、両者を電気的に絶縁するインシュレータ（図示省略）を設ける。回転子２は、円柱状の回転子２のコア９と、回転子２の周方向に複数（本例においては１０箇所）形成された配置孔１１の各々にボンド磁石部２０を、具備する。なお、巻装体６を構成する絶縁電線の芯線の材質には、不可避不純物と、銅、銅合金、アルミニウム又はアルミニウム合金のいずれかを含むものが用いられる。固定子１のコア７は、電磁鋼板の積層体によって構成される。電磁鋼板を打ち抜き加工し、ヨーク部とティース部とを含む固定子コアシートを形成し、複数枚の固定子コアシートを積層して、固定子１のコア７である電磁鋼板の積層体を構成する。電磁鋼板は、主成分として、Ｆｅ及びＳｉを含み、副成分としては特に限定されない。電磁鋼板の成分には、特定し得ない不可避不純物が含まれる。電磁鋼板の表面は、絶縁性の被膜を具備する。上記に相当するものとして、例えば、固定子１のコア７には、３５Ｈ３００と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いてもよい。なお、３５Ｈ３００の厚み寸法は、０．３５ｍｍである。   The stator 1 has a substantially cylindrical yoke portion 4, a core 7 of the stator 1 having a tooth portion 5 extending inside the yoke portion 4, and an insulated wire wound around each of the tooth portions 5. And a winding body 6 provided in the above manner. An insulator (not shown) is provided between the teeth portion 5 and the winding body 6 to electrically insulate them. The rotor 2 includes a core 9 of the cylindrical rotor 2, and bond magnet portions 20 in each of a plurality of (in this example, 10) arrangement holes 11 formed in the circumferential direction of the rotor 2. In addition, as a material of the core wire of the insulated electric wire forming the winding body 6, a material containing an unavoidable impurity and one of copper, a copper alloy, aluminum, and an aluminum alloy is used. The core 7 of the stator 1 is formed of a laminate of electromagnetic steel sheets. An electromagnetic steel sheet is punched to form a stator core sheet including a yoke portion and a tooth portion, and a plurality of stator core sheets are laminated to form a laminated body of the electromagnetic steel sheet as the core 7 of the stator 1. I do. The magnetic steel sheet contains Fe and Si as main components, and is not particularly limited as subcomponents. The components of the magnetic steel sheet include unavoidable impurities that cannot be specified. The surface of the magnetic steel sheet has an insulating coating. As equivalent to the above, for example, an electromagnetic steel plate called 35H300 manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation may be used for the core 7 of the stator 1. In addition, the thickness dimension of 35H300 is 0.35 mm.

図８は、実施の形態２におけるボンド磁石部要部の磁化方向を示す図である。本実施の形態においては、回転子２のコア９に、固定子１のコア７に用いられる３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用しても良い。上述のとおり、回転子２のコア９に、３５Ｈ３００と呼称される電磁鋼板を採用する場合においても、ボンド磁石部２０におけるボンド磁石部要部２０ｃの磁化方向２０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向２０ａの仮想延長直線２０ｂと、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度の範囲とすることによって、ボンド磁石部２０の減磁を抑制可能である。モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が逆磁界となって作用し、この逆磁界が回転子２の実質的な径方向から流入してボンド磁石部２０に減磁を生じさせる現象を抑制可能とする。モータロック時の固定子１の側から発生した磁界の方向と、ボンド磁石部２０の要部の磁化方向２０ａとは、互いの方向が逆方向で向き合うことは無く、相違しているため、ボンド磁石部２０の減磁は抑制されるものと考察される。   FIG. 8 is a diagram illustrating a magnetization direction of a main part of the bonded magnet unit according to the second embodiment. In the present embodiment, the core 9 of the rotor 2 may employ an electromagnetic steel plate called 35H300 used for the core 7 of the stator 1. As described above, even when an electromagnetic steel plate called 35H300 is used for the core 9 of the rotor 2, the magnetization direction 20 a of the bond magnet main part 20 c of the bond magnet part 20 is set to the outer circumference of the rotor 2. The demagnetization of the bond magnet part 20 can be suppressed by setting the angle θ of the corner part sandwiched between the q-axis line segment and the virtual extension line 20b of the magnetization direction 20a in the range of 30 to 150 degrees. is there. When the motor is locked, the magnetic field generated from the side of the stator 1 acts as a reverse magnetic field, and the reverse magnetic field flows from a substantially radial direction of the rotor 2 to cause demagnetization in the bond magnet portion 20. It can be suppressed. Since the direction of the magnetic field generated from the stator 1 side at the time of motor lock and the magnetization direction 20a of the main part of the bond magnet unit 20 do not face each other in opposite directions, they are different. It is considered that the demagnetization of the magnet unit 20 is suppressed.

ボンド磁石部２０は、少なくとも磁石粉末と樹脂材料を含む。磁石粉末の磁性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｃｏ系磁石粉末、Ｓｍ−Ｆｅ−Ｎ系磁石粉末、フェライト系磁石粉末、又はこれらの混合物などから適宜選択される。ボンド磁石部２０の軸方向に対して垂直な面の断面形状は、実質的な円弧形状の場合を示すが、この形状に限定されるものではない。長方形、台形、Ｖ字形など、電動機要素の仕様に適した態様が適宜選択される。   The bonded magnet section 20 contains at least a magnet powder and a resin material. The type of the magnetic material of the magnet powder is not particularly limited. For example, Nd-Fe-B magnet powder, Sm-Co magnet powder, Sm-Fe-N magnet powder, ferrite magnet powder, or a mixture thereof It is appropriately selected from the above. The cross-sectional shape of the surface perpendicular to the axial direction of the bonded magnet portion 20 shows a case of a substantially circular arc shape, but is not limited to this shape. A mode suitable for the specification of the motor element, such as a rectangle, a trapezoid, or a V-shape, is appropriately selected.

本実施の形態における回転子２の体格であるが、回転子２の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲である。回転子２の回転軸の長手方向の長さ寸法（円柱形状の長さ寸法）は、１５ｍｍから６０ｍｍの範囲である。このような回転子２の体格の場合においては、回転子２の回転軸に対して垂直方向の断面におけるボンド磁石部２０の厚み寸法は少なくとも２ｍｍ程度を要する。なお、固定子１の体格は、回転子２の体格に応じて選択される。   The rotor 2 according to the present embodiment has a physical size, and the diameter of the rotor 2 is in a range of 30 mm to 60 mm. The length of the rotation axis of the rotor 2 in the longitudinal direction (length of the columnar shape) is in the range of 15 mm to 60 mm. In the case of such a physique of the rotor 2, the thickness dimension of the bonded magnet portion 20 in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor 2 needs to be at least about 2 mm. The physique of the stator 1 is selected according to the physique of the rotor 2.

ボンド磁石部２０におけるボンド磁石部要部２０ｃの磁化方向２０ａを、回転子２の外周との間のｑ軸線分と、磁化方向２０ａの仮想延長直線２０ｂと、によって挟まれる角部の角度θを、３０度から１５０度とするときの、ボンド磁石部２０におけるボンド磁石部要部２０ｃが占める範囲は以下である。回転子２の直径を６０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径２０ｍｍ程度までであることが好ましい。回転子２の直径を３０ｍｍ程度とするときは、回転子２の外径近傍から回転子２の内部の直径１０ｍｍ程度までであることが好ましい。   The magnetization direction 20a of the bond magnet main part 20c in the bond magnet part 20 is defined by the angle θ of the corner part sandwiched between the q-axis segment between the outer periphery of the rotor 2 and the virtual extension straight line 20b of the magnetization direction 20a. The range occupied by the main portion 20c of the bond magnet portion 20 in the bond magnet portion 20 when the angle is from 30 degrees to 150 degrees is as follows. When the diameter of the rotor 2 is about 60 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 20 mm inside the rotor 2. When the diameter of the rotor 2 is about 30 mm, it is preferable that the diameter of the rotor 2 is from about the outer diameter to about 10 mm inside the rotor 2.

また、本実施の形態における電動機要素においては、回転子２は、磁気的突極性を有しており、マグネットトルクを発生するｄ軸磁束通路構成部と、リラクタンストルクを発生するｑ軸磁束通路構成部とを含む。これらのｄ軸磁束通路構成部及びｑ軸磁束通路構成部は、少なくともボンド磁石部及び鋼板のどちらかの積層体を含む。   In the motor element according to the present embodiment, rotor 2 has a magnetic saliency, and has a d-axis magnetic flux path forming section that generates a magnet torque, and a q-axis magnetic flux path forming section that generates a reluctance torque. And parts. Each of the d-axis magnetic flux path forming section and the q-axis magnetic flux path forming section includes at least one of a bonded magnet section and a laminated body of a steel plate.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。本実施の形態における構成によれば、鋼板のＳｉ含有量を僅かな量にしたことから、鋼板の電気伝導率は電磁鋼板の電気伝導率よりも小さい。外部からの逆磁界による電磁誘導によって生じる鋼板の渦電流は、電磁鋼板における渦電流よりも大きな値を示す。外部からの逆磁界は、この回転子２の外周付近における渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. According to the configuration in the present embodiment, the electric conductivity of the steel sheet is smaller than the electric conductivity of the electromagnetic steel sheet because the Si content of the steel sheet is made small. The eddy current of the steel sheet caused by electromagnetic induction due to an external reverse magnetic field shows a larger value than the eddy current of the electromagnetic steel sheet. The reverse magnetic field from the outside is canceled out by the eddy current near the outer periphery of the rotor 2, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、絶縁被膜を有しない鋼板である。つまり、回転子２のコアを鋼板の積層体として構成することによって、鋼板の素地面同士が接する。また、鋼板には、鋼板の素地面同士の電気的導通を高める導電性材料を塗布してもよい。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element according to the present embodiment is a steel plate having no insulating coating. That is, by configuring the core of the rotor 2 as a laminate of steel plates, the base surfaces of the steel plates contact each other. Further, the steel plate may be coated with a conductive material that enhances electrical conduction between the ground surfaces of the steel plate. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態における電動機要素の回転子２に含まれる鋼板は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板である。なお、モータロック時に固定子１の側から発生した磁界が、鋼板の厚み寸法を増すことにより、回転子２の外周付近における渦電流を更に多く生じさせて、ボンド磁石部の減磁を抑制可能である。電磁鋼板の場合は、その厚み寸法を、０．５ｍｍ程度としても良い。本実施の形態における電動機要素に含まれる鋼板は、鋼板の成分に少なくとも、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含んでも良い。鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度としても良い。例えば、鋼板の厚み寸法を０．５ｍｍ程度として、５０Ｈ４７０、５０Ｈ４００又は５０Ｈ３５０と呼称される新日鐵住金株式会社製の電磁鋼板を用いても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   The steel plate included in rotor 2 of the electric motor element in the present embodiment is a steel plate having a lower limit of the thickness dimension of 0.35 mm. In addition, the magnetic field generated from the stator 1 side when the motor is locked increases the thickness of the steel plate, thereby generating more eddy current near the outer periphery of the rotor 2 and suppressing the demagnetization of the bond magnet portion. It is. In the case of an electromagnetic steel sheet, its thickness may be about 0.5 mm. The steel plate included in the electric motor element according to the present embodiment may include at least Fe and Si having an upper limit of 0.8 wt% in the components of the steel plate. The thickness of the steel sheet may be about 0.5 mm. For example, an electromagnetic steel sheet manufactured by Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation called 50H470, 50H400 or 50H350 may be used with the thickness of the steel sheet being about 0.5 mm. With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

なお、鋼板の素地面には、自然酸化による酸化膜が不可避的に生じる。したがって、本実施の形態における電動機要素は、鋼板の素地面同士が接する構成と、鋼板が素地面の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含む。また、鋼板の素地面に不可避的に生じる自然酸化による酸化膜を抑制することを意図して、回転子２の表面の少なくとも一部に、回転子２の表面を覆う被膜を具備しても良い。この構成によって、回転子２の外周付近における渦電流は生じ易い。外部からの逆磁界は、この渦電流によって打ち消され、ボンド磁石部の減磁が生じることを抑制する効果を高める。   In addition, an oxide film due to natural oxidation is inevitably formed on the base surface of the steel sheet. Therefore, the motor element according to the present embodiment includes a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the steel plates are in contact with each other via an oxide film formed by natural oxidation of the base surface. Further, a coating covering the surface of the rotor 2 may be provided on at least a part of the surface of the rotor 2 with the intention of suppressing an oxide film due to natural oxidation inevitably occurring on the base surface of the steel plate. . With this configuration, an eddy current is likely to occur near the outer periphery of the rotor 2. The reverse magnetic field from the outside is canceled by the eddy current, and the effect of suppressing the occurrence of demagnetization of the bonded magnet portion is enhanced.

本実施の形態の電動機要素を回転駆動させる際に、なんらかの要因によって電動機要素がロックした場合には、回転子２の回転が止まった状態で固定子１からの回転磁界が回転子２への逆磁界として作用する場合がある。その状況を図９に模式的に示す。図９は、本実施の形態の電動機要素のモータロック時において、固定子からの回転磁界が回転子へ逆磁界として印加された状態を示す説明図である。図９に示す矢印１５は、上述の逆磁界を模式的に示す。上述のとおり、この逆磁界は回転磁界である。このため、この逆磁界が回転子２に搭載された磁石の減磁を引き起こす方向に印加されると、磁石が減磁する場合も起こり得る。このため、従来から問題として認識されていた。   When the motor element of the present embodiment is rotationally driven and the motor element is locked for some reason, the rotating magnetic field from the stator 1 is applied to the rotor 2 while the rotation of the rotor 2 is stopped. May act as a magnetic field. FIG. 9 schematically shows the situation. FIG. 9 is an explanatory diagram showing a state where a rotating magnetic field from the stator is applied to the rotor as a reverse magnetic field when the motor element of the present embodiment is locked with the motor. The arrow 15 shown in FIG. 9 schematically shows the above-described reverse magnetic field. As described above, this inverse magnetic field is a rotating magnetic field. Therefore, if the reverse magnetic field is applied in a direction that causes the magnet mounted on the rotor 2 to demagnetize, the magnet may be demagnetized. For this reason, it has been conventionally recognized as a problem.

なお、本実施の形態における、鋼板又は電磁鋼板を使用した電動機要素のコア（固定子１のコア及び回転子２のコア）の製造方法は、以下である。金属材料等の製造メーカから供給されたロール状の鋼板又は電磁鋼板を、巻き出し機によってプレス機へ送る。鋼板又は電磁鋼板は、プレス機に設置された金型によって所定の軸方向断面形状のコアシートに打ち抜かれる。このコアシートを積層して一体化することで、コア（鋼板又は電磁鋼板からの加工品であるコアシートを積層して構成する積層体をコアと称する）を形成する。   In addition, the manufacturing method of the core of the motor element (the core of the stator 1 and the core of the rotor 2) using the steel plate or the electromagnetic steel plate in the present embodiment is as follows. A roll-shaped steel sheet or a magnetic steel sheet supplied from a manufacturer of a metal material or the like is sent to a press machine by an unwinder. The steel sheet or the electromagnetic steel sheet is punched into a core sheet having a predetermined axial cross-sectional shape by a mold installed in a press. By laminating and integrating the core sheets, a core (a laminate formed by laminating core sheets that are processed products from a steel plate or an electromagnetic steel plate is referred to as a core) is formed.

上述のとおり、モータロック時には、固定子１の側からの磁界が回転子２に達すると、回転子２の外周付近で、固定子１からの磁界に対する渦電流をより多く生じる。この渦電流による磁界は、外部からの磁界を打ち消す方向に作用する。この結果、外部からの磁界である固定子１からの磁界は、回転子２の外周付近で打ち消され、固定子１からの磁界が影響する回転子２の内部の領域は僅かなものとなり、ボンド磁石部へ作用する磁束の量も減らすことが可能となる。したがって、ボンド磁石部の減磁は、抑制可能なものとなる。   As described above, when the magnetic field from the stator 1 reaches the rotor 2 at the time of motor lock, more eddy current is generated near the outer periphery of the rotor 2 with respect to the magnetic field from the stator 1. The magnetic field due to the eddy current acts in a direction to cancel the external magnetic field. As a result, the magnetic field from the stator 1, which is a magnetic field from the outside, is canceled near the outer periphery of the rotor 2, and the magnetic field from the stator 1 influences a small area inside the rotor 2 so that the bond becomes small. It is also possible to reduce the amount of magnetic flux acting on the magnet part. Therefore, the demagnetization of the bonded magnet part can be suppressed.

本発明は、電動機要素及び電動機の回転子に含むボンド磁石部への逆磁界の印加による減磁を抑制する。したがって、本発明は、信頼性を高めた電動機及び電動機要素を提供可能とする。   The present invention suppresses demagnetization due to application of a reverse magnetic field to a bonded magnet portion included in a motor element and a rotor of the motor. Therefore, the present invention can provide a motor and a motor element with improved reliability.

１ 固定子
２ 回転子
２ｄ ｄ軸
２ｑ ｑ軸
２ｒ ｑ軸線分
３ シャフト孔
４ ヨーク部
５ ティース部
６ 巻装体
７ コア
８ インシュレータ
９ コア
１０ ボンド磁石部
１０ａ 磁化方向
１０ｂ 磁化方向仮想延長直線
１０ｃ ボンド磁石部要部
１１ 配置孔
１２ 矢印
１３ 矢印
１４ 電動機要素
１５ 矢印
１６ 矢印
２０ ボンド磁石部
２０ａ 磁化方向
２０ｂ 仮想延長直線
２０ｃ ボンド磁石部要部
θ 角度
θ１ 角度
θ２ 角度
θｎ 角度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Stator 2 Rotor 2d d-axis 2q q-axis 2r q-axis line segment 3 Shaft hole 4 Yoke part 5 Teeth part 6 Winding body 7 Core 8 Insulator 9 Core 10 Bond magnet part 10a Magnetization direction 10b Magnetization direction virtual extension line 10c Bond Main part of magnet part 11 Arrangement hole 12 Arrow 13 Arrow 14 Motor element 15 Arrow 16 Arrow 20 Bond magnet part 20a Magnetization direction 20b Virtual extension line 20c Bond magnet part main part θ angle θ1 angle θ2 angle θn angle

Claims (21)

固定子と、複数の磁極を有する回転子と、を含む電動機要素であって、
前記回転子は、磁気的突極性を有する構成を含み、
前記磁気的突極性を有する構成は、前記固定子からの回転磁界によって発生する回転トルクの成分のうちのマグネットトルクを発生させるための複数のｄ軸磁束通路と、前記回転トルクの成分のうちのリラクタンストルクを発生させるための複数のｑ軸磁束通路とを含み、
前記複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分にボンド磁石部を含み、前記複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分に前記ボンド磁石部、又は前記ボンド磁石部とは別のボンド磁石部と接する隣接部を含み、
前記複数の磁極の中心と、前記回転子の回転軸の中心と、を結ぶ直線の延長線をｄ軸とし、前記ｄ軸に対して電気角で９０度ずれ、且つ前記回転子の前記回転軸の中心を通過する直線をｑ軸として、
前記ｑ軸に対して近接の箇所に位置する前記ボンド磁石部の要部であるボンド磁石部要部における磁化方向は、前記磁化方向の磁化方向仮想延長直線と、前記ｑ軸との交差でなす交点における４つの角のうちの一つの角であり、
前記一つの角は、前記ｑ軸に含まれる線分のうちの、前記交点と前記回転子の外周との間のｑ軸線分と、前記磁化方向仮想延長直線と、によって挟まれる角部であり、
前記角部の角度は、３０度から１５０度の範囲である電動機要素。A motor element including a stator and a rotor having a plurality of magnetic poles,
The rotor includes a configuration having a magnetic saliency,
The configuration having the magnetic saliency is a plurality of d-axis magnetic flux paths for generating a magnet torque among components of the rotational torque generated by the rotating magnetic field from the stator, and a component of the rotational torque. A plurality of q-axis magnetic flux paths for generating reluctance torque,
A part of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths includes a bonded magnet portion, and a portion of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths is adjacent to the bonded magnet portion, or a bonded magnet portion different from the bonded magnet portion. Part,
An extension of a straight line connecting the center of the plurality of magnetic poles and the center of the rotation axis of the rotor is defined as d axis, and the electrical axis is shifted by 90 degrees with respect to the d axis, and the rotation axis of the rotor is A straight line passing through the center of
A magnetization direction in a main portion of the bond magnet portion, which is a main portion of the bond magnet portion located at a position close to the q axis, is defined by an intersection of a virtual extension line of the magnetization direction of the magnetization direction and the q axis. One of the four corners at the intersection,
The one corner is a corner that is sandwiched by a q-axis line segment between the intersection and the outer periphery of the rotor and a virtual extension line of the magnetization direction among the line segments included in the q-axis. ,
The motor element, wherein the angle of the corner is in a range of 30 degrees to 150 degrees. 前記角度が、３０度から９０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the angle ranges from 30 degrees to 90 degrees. 前記角度が、４０度から９０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the angle ranges from 40 degrees to 90 degrees. 前記角度が、５０度から９０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the angle ranges from 50 degrees to 90 degrees. 前記角度が、６０度から９０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the angle ranges from 60 degrees to 90 degrees. 前記角度が、７０度から９０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein said angle ranges from 70 degrees to 90 degrees. 前記角度が、３０度から１１０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the angle ranges from 30 degrees to 110 degrees. 前記角度が、３０度から１３０度の範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the angle ranges from 30 degrees to 130 degrees. 前記回転子の前記回転軸に対して、垂直方向の断面における前記ボンド磁石部の断面形状は、Ｖ字状の形状である請求項１記載の電動機要素。 The electric motor element according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor is a V-shape. 前記回転子の前記回転軸に対して、垂直方向の断面における前記ボンド磁石部の断面形状は、Ｕ字状の形状である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor is a U-shaped shape. 前記回転子の前記回転軸に対して、垂直方向の断面における前記ボンド磁石部の断面形状は、円弧状の形状である請求項１記載の電動機要素。 The electric motor element according to claim 1, wherein a cross-sectional shape of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor is an arc shape. 前記回転子の前記回転軸に対して、垂直方向の断面における前記ボンド磁石部の厚み寸法の下限値は２ｍｍである請求項１記載の電動機要素。 2. The motor element according to claim 1, wherein a lower limit value of a thickness dimension of the bonded magnet portion in a cross section perpendicular to the rotation axis of the rotor is 2 mm. 前記回転子の直径は、３０ｍｍから６０ｍｍの範囲である請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein a diameter of the rotor ranges from 30 mm to 60 mm. 前記複数のｄ軸磁束通路の各々の一部分、及び、前記複数のｑ軸磁束通路の各々の一部分は、複数枚の鋼板を積層する積層体を含み、前記鋼板の成分は、Ｆｅと、０．８ｗｔ％を上限値とするＳｉと、を含む請求項１記載の電動機要素。 A part of each of the plurality of d-axis magnetic flux paths and a part of each of the plurality of q-axis magnetic flux paths include a stacked body in which a plurality of steel sheets are stacked, and the components of the steel sheets are Fe, 0. The electric motor element according to claim 1, further comprising: Si having an upper limit of 8 wt%. 前記回転子が含む積層体は、鋼板の各々同士の素地面同士が接する構成を含む請求項１記載の電動機要素。 The electric motor element according to claim 1, wherein the laminated body included in the rotor includes a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other. 前記回転子が含む積層体は、鋼板の各々同士の素地面同士が接する構成と、前記鋼板同士の素地面同士の自然酸化による酸化膜を介して接する構成と、を含む請求項１記載の電動機要素。 The electric motor according to claim 1, wherein the laminated body included in the rotor includes a configuration in which the ground surfaces of the steel plates are in contact with each other, and a configuration in which the base surfaces of the steel plates are in contact with each other via an oxide film formed by natural oxidation. element. 前記回転子が含む前記積層体は、０．３５ｍｍを厚み寸法の下限値とする鋼板を含む請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the laminated body included in the rotor includes a steel plate having a lower limit of a thickness dimension of 0.35 mm. 前記回転子が、前記回転子の表面を覆う被膜を具備する請求項１記載の電動機要素。 The motor element according to claim 1, wherein the rotor comprises a coating covering a surface of the rotor. 前記固定子は、実質的に円筒状のヨーク部と、前記ヨーク部の内側に延出する複数のティース部とを有する前記固定子のコアと、前記複数のティース部の各々に巻装する絶縁電線の巻装体とを含み、
前記固定子の前記コアは、電磁鋼板の積層体を含む請求項１記載の電動機要素。The stator has a substantially cylindrical yoke portion, a stator core having a plurality of teeth portions extending inside the yoke portion, and an insulation wound around each of the plurality of teeth portions. And a wire winding body,
The motor element according to claim 1, wherein the core of the stator includes a laminate of electromagnetic steel sheets. 請求項１記載の電動機要素と、前記電動機要素の回転トルクを出力する出力軸と、前記出力軸を回転自在に支承する軸受とを含む電動機。 An electric motor comprising: the electric motor element according to claim 1; an output shaft that outputs a rotational torque of the electric motor element; and a bearing that rotatably supports the output shaft. 請求項１記載の電動機要素と、前記電動機要素の回転トルクを出力する出力軸と、前記出力軸を回転自在に支承する軸受とを含む電動機、を搭載する装置。 An apparatus equipped with the motor including the motor element according to claim 1, an output shaft that outputs a rotational torque of the motor element, and a bearing that rotatably supports the output shaft.

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