JPH0923598A

JPH0923598A - 磁石埋込形モータ

Info

Publication number: JPH0923598A
Application number: JP7167213A
Authority: JP
Inventors: Kazunari Narasaki; 和成楢崎; Yukio Honda; 幸夫本田; Hiroshi Murakami; 浩村上; Yoshinari Asano; 能成浅野; Tomokuni Iijima; 友邦飯島
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-07-03
Filing date: 1995-07-03
Publication date: 1997-01-21
Anticipated expiration: 2015-07-03
Also published as: JP3428234B2

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は回転子鉄心内部に磁石を配しリラク
タンストルクを積極的に活用することにより小型高出力
化、高効率化を実現する磁石埋込形モータに関するもの
であり、リラクタンストルクを利用する場合に生ずる磁
束と電流との関係の改善しモータを高効率化する事を目
的とする。【構成】第１の磁石１０６を回転子円筒部表面の形状
に沿って円弧形状に配置した、あるいは略長方形形状の
磁石を回転子円筒部表面近傍から回転子円筒部表面近傍
まで配置した事でｉd電流による磁束の発生量を減少さ
せる。そのため総合磁束と総合電流との直交性は改善さ
れ、単位電流に対するトルクが増加して高効率モータが
実現できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリラクタンストルクを利
用し小型高出力、高効率を実現する磁石埋込形モータに
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、モータを搭載する機器の小型高出
力化、また省エネルギーの観点から、搭載されるモータ
も同様に小型高出力化、高効率化を図る事が望まれてい
る。

【０００３】永久磁石を用いたモータの小型高出力化、
高効率化は、磁石によるトルク成分であるマグネットト
ルクを有効に活用すると共に、回転子鉄心内部に磁石を
配し、回転子鉄心の磁気抵抗（リラクタンス）の大小に
よるリラクタンストルク成分を積極的に活用することに
より実現できる。

【０００４】以下、従来の磁石埋込形モータについて図
１５を参照しながら説明する。図１５において、５５２
は回転子鉄心、５５３は回転子円筒部表面、５５４は回
転子鉄心の磁石挿入穴、５５６は第１の磁石、５５８は
第２の磁石、５６０は軸穴、５６２は固定子、５６４は
固定子巻線を挿入するスロット（実際の巻線は省略）、
５７０はｑ軸磁束通路、５８０はｄ軸磁束通路である。
またｄ軸とｑ軸方向を図１５に示す。磁石の極性Ｎ、Ｓ
は固定子１１２側のみを示す。

【０００５】以上のように構成された従来の磁石埋込形
モータについて、詳細に構成を説明すると共にその動作
について説明する。

【０００６】回転子鉄心５５２は０．５ｍｍ程度の珪素
鋼板を積層して作られている。回転子円筒部表面５５３
は固定子５６２に対面している回転子の円筒形状した外
形を表す。そして回転子鉄心５５２は第１の磁石５５
６、第２の磁石５５８を挿入するための磁石挿入穴５５
４があけられている。そして磁石挿入穴５５４には図１
５に示すように第１の磁石５５６と第２の磁石５５８が
挿入されている（特にことわりがない場合は挿入穴に磁
石は隙間なく入っている事とする）。また珪素鋼板の中
央に軸を通すための軸穴５６０が設けられている。ここ
で、図１５の形状は逆円弧形状に磁石が２層に配置され
ており、２層逆円弧形状という事とする。これらの回転
子に対し、固定子５６２は回転子と半径方向全周に０．
５ｍｍ程度のギャップを保ち固定されており、回転子は
回転自在である。ここで固定子５６２には３相の巻線５
６４（図示せず）が巻かれおり各相の巻線５６２に電流
を流す事により回転界磁を作成し、回転子は回転界磁に
同期して回転する。

【０００７】図１５において、ｄ軸は磁石による磁束の
方向を、ｑ軸はそれと直交した方向にとる。そこでｑ軸
方向に電流（ｑ軸電流ｉq）を加えることにより磁石磁
束によるマグネットトルクＴmが発生する（一般的な動
作）。

【０００８】ここで、図１５に回転子ではｑ軸、ｄ軸電
流を流した時の磁束の通路であるｑ軸磁束通路５７０と
ｄ軸磁束通路５８０を示す。ｑ軸磁束通路５７０は第１
の磁石５５６と第２の磁石５５８の間を主として通る。
即ち回転子鉄心５５２のみを通るのに対し、ｄ軸磁束通
路５８０は回転子鉄心５５２よりも透磁率の悪い磁石に
より磁束の通過が妨げらる事が理解できる。そこで、回
転子鉄心５５２のｑ軸とｄ軸の磁束の通り易さの差によ
ってリラクタンストルクＴrが発生する。ｑ軸、ｄ軸の
磁束の通り易さはモータ定数であるインダクタンスＬ
q、Ｌdを用いて表される。即ち図１５ではＬq＞Ｌdとな
っている。（数１）にトルク式を示す。

【０００９】

【数１】

【００１０】ここで、ψ：磁石の鎖交磁束、Ｌd,Ｌq：
ｄ,ｑ軸インダクタンス、ｉd,ｉq：ｄ,ｑ軸固定子電流
である。（数１）で第１項は磁石の磁束を利用したマグ
ネットトルクＴm、第２項はリラクタンストルクＴrを示
す。ｉqは従来の表面磁石型モータのトルク電流を示
す。また、上式で逆突極モータでリラクタンストルクＴ
rを発生させるためｉdは負の値を与える。ｉdの負の値
は電流位相を進める方向である。

【００１１】ここで、ｉd,ｉqをベクトル加算した総合
電流をＩとおくと、ｉd,ｉqは（数２）となる。

【００１２】

【数２】

【００１３】ここで、θは電流位相進み量を示す。（数
２）を（数１）に代入すると（数３）が得られる。

【００１４】

【数３】

【００１５】ここで、（数３）より得られる電流位相進
み量とマグネットトルクＴm、リラクタンストルクＴr、
総合トルク（Ｔm＋Ｔr）との関係を図１６に示す。

【００１６】図１６では電流位相が３０度進んだ場合に
総合トルクは最大トルクが得られている。このように電
流位相を最適な位相に制御する事により、Ｔm以上の総
合トルクを得る事ができ小型高出力化を図れる事とな
る。

【００１７】同一電流で最大トルクを得る電流位相θt
は（数３）を電流位相θで偏微分し零とおく事により
（数４）で得られる。

【００１８】

【数４】

【００１９】

【発明が解決しようとする課題】従来の磁石埋込形モー
タにおいては、逆円弧形状に磁石を配し、リラクタンス
トルクを得るためにＬqを大きく設計すれば良いと考え
られていた。しかし、Ｌq、（Ｌd−Ｌq）を大きくする
に従ってと磁束とトルクとの直交関係が悪くなる。その
ため効率向上率が悪くなるという課題を有していた。

【００２０】この事を図を用いて説明する。磁束と電流
との関係を図１７に示す。ここで総合磁束Φはφ、Ｌq
ｉq、Ｌdｉd、総合電流Ｉはｉd、ｉqから構成される。
図１７において総合磁束Φと総合電流Ｉとは６０度程度
の位相となっている。しかしФとＩは９０度の位相で最
も効率よく発生した磁束をトルク化できる事となる。即
ちトルクは（数５）で与えられる。

【００２１】

【数５】

【００２２】即ち、電流と磁束との直交関係が悪くなる
と印加電流に対しトルクが有効に発生できないため駆動
効率の悪いモータとなる。

【００２３】さらに、最大トルクを得るため電流位相進
みを行うと位相進みの分、図１８に示すようにＴmは減
少するという本質的な課題があった。

【００２４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の磁石埋込形モータは回転子鉄心と、回転子
の内部に配置した１極分の磁石が回転子円筒部表面の形
状に沿った円弧形状の第１の磁石と、第１の磁石とは分
離しており異なる形状の第２の磁石とを備えたものであ
る。

【００２５】本発明による更に他の磁石埋込形モータ
は、第１の磁石の１極分の磁石が回転子円筒部表面近傍
から回転子円筒部表面近傍まで配置した略長方形形状を
備えたものである。

【００２６】本発明による更に他の磁石埋込形モータ、
各々１極分の回転子鉄心が回転子の回転方向の逆側部分
に空隙や切り欠きや磁石に対して大きい磁石挿入穴の少
なくとも１つを設けたものである。

【００２７】

【作用】本発明は上記した構成によって、回転子円筒部
表面近傍に回転子鉄心に比べ磁束透磁率が小さい第１の
磁石を配置（正円弧形状）する事により、ｉd電流によ
る磁束の発生量は減少する。即ちインダクタンスＬdは
減少する。インダクタンスＬdを小さくする事により磁
束と電流との直交性は改善され高効率モータとなる。

【００２８】また、回転子の内部に回転子円筒部表面近
傍から回転子円筒部表面近傍まで配置した略長方形形状
の磁石を配置する事により、作成が簡単で低価格の磁石
を用いてインダクタンスＬdを小さくし高効率なモータ
となる。

【００２９】さらに、各々１極分の磁束が発生する回転
子鉄心の回転子の回転方向の逆側部分に空隙や切り欠き
を設ける事により、マグネットの磁束は回転子の回転方
向側が強くなる。この事は電流位相進みを考慮すると電
流と磁石磁束による誘起電圧の符号が異なり負のトルク
Ｔmを発生させる場合の磁束を減少させ、かわりに電流
と磁束が同符号の正のトルクＴmを発生させる場合の磁
束を増加させる事となり、電流位相進みによるトルクＴ
m減少分を抑え総合トルクを大きくさせ高効率なモータ
となる。

【００３０】

【実施例】以下本発明の磁石埋込形モータの実施例につ
いて図面を参照しながら説明する。

【００３１】第１の実施例では、回転子の内部に回転子
円筒部表面の形状に沿って円弧形状の磁石を配置する事
によりインダクタンスＬdを小さくし高効率なモータに
するものである。

【００３２】図１は本発明の第１の実施例にあたる磁石
埋込形モータの断面図である。図１において、１０２は
回転子鉄心、１０３は回転子円筒部表面、１０４は回転
子鉄心の磁石挿入穴、１０６は第１の磁石、１０８は第
２の磁石、１１０は軸穴、１１２は固定子、１１４は固
定子巻線を挿入するスロット（実際の巻線は省略）であ
る。Ｎ、Ｓは固定子１１２側の磁石の極性のみを表す。

【００３３】図１は従来例に対し、第１の磁石１０６の
形状と、それに伴って回転子鉄心１０２と磁石挿入穴１
０４が異なる。ここで、回転子構成に関しては従来例と
同じ所は簡単に述べる。

【００３４】回転子鉄心１０２は外形が円形に打ち抜か
れた珪素鋼板を積層して作られている。そのため、回転
子円筒部表面１０３は円筒形状を示す。そして回転子鉄
心１０２は第１の磁石１０６、第２の磁石１０８を挿入
するための磁石挿入穴１０４が設けられている。そして
磁石挿入穴には図１に示すように第１の磁石１０６と第
２の磁石１０８が挿入されている。ここで、第１の磁石
１０６は回転子円筒部表面近傍に配置される。磁石は回
転子鉄心に比べ磁束透磁率が小さい。また珪素鋼板の中
央に軸穴１１０が設けられている。

【００３５】ここで、図１の第１の磁石１０６あるいは
回転子の形状を正逆円弧形状という事とする。これらの
回転子に対し、また回転子と全周に固定子１１２が存在
する。固定子１１２の固定子巻線を挿入するスロット１
１４にはｕ、ｖ、ｗの３相の巻線が巻回されている。巻
線に電流を流す事により回転界磁を作成し、回転子は回
転界磁に同期して回転する。

【００３６】図１の構成の回転子を有するモータの特性
を図２、図３を用いて説明する。図２（ａ）は第１の実
施例において固定子巻線にｉd電流を流した場合の磁束
線図である。磁束はインダクタンスＬと電流に比例す
る。そこで、磁束が少ないとインダクタンスが小さい事
を意味する。図２（ｂ）は第１の実施例においてにｉq
電流を流した場合の磁束線図を示す。図２（ａ）と比較
すればｉdを流すよりもｉqを流す場合の方が磁束が多く
発生している事が理解できる。即ち、従来例で述べたよ
うにＬd＜Ｌqであり、（数１）よりＴrを発生する。

【００３７】次に従来の第１の磁石と第２の磁石が両方
とも凸部が回転軸側に向いた円弧形状（２層逆円弧形
状）である場合のｉd、ｉqを与えた場合の磁束線図を図
３（ａ）、（ｂ）に示す。図２（ａ）の磁束が図３
（ａ）の磁束よりすくなくなり、第１の実施例のインダ
クタンスＬdが従来例より小さくなっている事が分か
る。また第１の磁石と第２の磁石との隙間を保つ事によ
りＬqの大きさは保たれる。そのため図２、図３ともイ
ンダクタンスの差（ＬdーＬq）の値は同じであり、リラ
クタンストルクは同様に有効に活用できる。

【００３８】ここで、図４にインダクタンスＬd変化と
電流,磁束間の角度との関係を示す。即ち、（数４）よ
りインダクタンスの差（Ｌd−Ｌq）を一定に保ったまま
インダクタンスＬdが大の場合（図４ａ）とＬdが小の場
合（図４ｂ）（Ｌd＝０の極端な例）を計算した総合電
流Ｉの位相θtと総合磁束Φとの角度βを求めた結果を
図４に示す。

【００３９】即ちインダクタンスＬdを小さくする事に
より電流と磁束との直交性は良くなり効率向上が可能と
なる。

【００４０】さらに、図５、図６、図７に同様に正円弧
形状の磁石を設けた他の回転子の構造を示す（固定子は
同様であるため省略）。図５は第２の磁石１０９がラジ
アル方向に配置した略長方形形状である。磁極は固定子
１１２側を判断できない場合はＮ、Ｓの両方を記す。図
６は第２の磁石１１１の個数を減らした構成である。図
７は第１の磁石１０７の円周側の磁石側面がｑ軸磁束通
路の確保のため２つの側面の延長線が回転軸中心の内側
で交わる構成である。全てにおいて同様にインダクタン
スＬdを小さくでき高効率化を図れる事は言うまでもな
い。

【００４１】ここで、図１、図５、図６、図７及び後述
の図１４において、第１の磁石の固定子側は薄い回転子
鉄心１０４に覆われていても、磁石表面がそのまま固定
子に対面してもどちらでも良い事は言うまでもない。

【００４２】次に本発明の第２の実施例の磁石埋込形モ
ータについて説明する。第２の実施例では、回転子の内
部に回転子円筒部表面近傍から回転子円筒部表面近傍ま
で配置した略長方形形状の磁石を配置する事により、作
成が簡単で低価格の磁石を用いてインダクタンスＬdを
小さく高効率なモータにするものである。

【００４３】図８は本発明の第２の実施例にあたる磁石
埋込形モータの断面図である。図８において、２０２は
回転子鉄心、１０３は回転子円筒部表面、２０４は回転
子鉄心の磁石挿入穴、２０６は第１の磁石、１０８は第
２の磁石、１１０は軸穴である。固定子１１２、固定子
巻線を挿入するスロット１１４の図は省略した。

【００４４】第１の実施例に対し第２の実施例は第１の
磁石２０６の形状と、形状変化に伴って回転子鉄心２０
２、磁石挿入穴２０４が異なっている。

【００４５】図８の構成の回転子は第１の実施例で述べ
たのと同様の考え方によりインダクタンスＬdを小さく
し効率向上が可能である。しかし図８に示すように第１
の磁石２０６の回転子鉄心円筒部外形側に第１の実施例
に比べて厚い回転子鉄心がある。そのため第１の実施例
ほどインダクタンスＬdは小さくならないが従来例の図
１５に対してインダクタンスＬdを十分小さくする事が
可能である。また第１の磁石２０６は図８のＡに示すよ
うに回転中心側の磁石角部がインダクタンスＬq磁束通
路の確保のため面取りによりカットされている。

【００４６】第２の実施例は第１の磁石２０６の断面が
略長方形のため作成しやすく、後加工の工数が少なくて
磁石作成費が安い磁石を用いて効率向上が可能である。

【００４７】図８のＡに示すカットの形状ははＲ形状等
でも良い。次に本発明の第３の実施例の磁石埋込形モー
タについて説明する。

【００４８】第３の実施例では、１極分の回転子鉄心が
回転子の回転方向の逆側に切り欠きを備え磁束方向を変
更する事により電流位相進み制御を行った場合のマグネ
ットトルクの減少を抑え高効率のモータを実現するもの
である。

【００４９】図９は本発明の第３の実施例にあたる磁石
埋込形モータの断面図である。図９において、３０２は
回転子鉄心、３０４は回転子鉄心の磁石挿入穴、３０６
は磁石、１１０は軸穴、３１６は切り欠きである。

【００５０】本実施例では図１に示す第１の実施例の第
２の磁石１０８、第２の磁石１０８を挿入するための磁
石挿入穴１０４をなくして切り欠き３１６を付加してい
る。固定子１１２、固定子巻線を挿入するスロット１１
４の図は省略した。

【００５１】切り欠き３１６は軸方向に回転子鉄心３０
２を貫通している。その効果を図１０〜図１４を用いて
説明する。

【００５２】図１０に電流進みがない場合の各々１相分
の電流、磁石磁束による誘起電圧波形とトルクを示す。
図１０〜図１２の縦軸は適当な数値を与え大きさの目安
を示す。トルクは見やすくするため、トルク＝２×電流
×誘起電圧で求めた値を表示している。電流位相進みが
ないため電流と誘起電圧の符号が同じであり１相分のト
ルクが負を示す所がない。図１０の１相分のＴmを発生
している場合は、図２３において電流位相進みが０度に
対応しＴmは最大である。ここで、モータの発生するト
ルクは例えば固定子に３相の電流を流す場合には１２０
度ずつ位相のずれた３つのトルクを加算すれば得られ
る。

【００５３】図１１は従来例における１相分の位相進み
電流、磁石磁束による誘起電圧波形とトルクを示す。図
１１では３０度電流位相を進めている。電流位相を進め
ると図１１に示すように、誘起電圧波形と電流との位相
がずれて電流位相が進んだ分だけ負のトルクが発生する
事になりマグネットトルクの減少の原因となる。図１１
のトルクを発生している場合のＴmの減少分を図２３に
示す。

【００５４】従来に対し図９のように切り欠き３１６を
設ける事で負のトルクを発生させる部分で磁石の磁束を
減少させる。図１３に３０度位相進みの正弦波電流を加
える場合の電流が同符号である１８０度区間の電流印加
位置及び切り欠きによる磁石磁束の方向の変化を示す。
また、図１２は第３の実施例における１相分の位相進み
電流、磁石磁束による誘起電圧波形とトルクを示す。
（誘起電圧波形は厳密にはこのようにはならず歪んだ波
形となるがその働きを理解するのには図１２で十分と考
える。）図１２と図１３に示すように負のトルクを発生
させる磁束を減少させる。またその分の磁束は正のトル
クを発生させる所に行き、正のトルクを発生させるのに
寄与する磁束を増大させ正のトルクを増大させる。

【００５５】図１４に電流位相とトルクを示す。即ち負
のトルクは減少させ、正のトルクは増大し、図２３に示
したＴmの減少分が少なくなるため、総合トルクが増加
する事となる（厳密には，リラクタンストルクは従来に
対して小さくなる。）。

【００５６】このように電流位相を進めてもＴmがあま
り減少せず同一電流に対するトルク発生量が増加する事
になり、小型高効率を実現可能となる。

【００５７】また、図１５に各１極の回転方向の逆側の
回転子円筒部表面に空隙３１８を設けた場合の６極の磁
極、磁石３０６を減少した場合の回転子を示す。図１６
に空隙３１８の場合と空隙３１８を鉄心に変えた（空隙
がない）場合のシミュレーションによる総合トルク結果
を示す。空隙３１８により総合トルクが増加する事が明
かであり、同様の効果を得る事は言うまでもない。

【００５８】次に本発明の第３の実施例における他の回
転子構造を図１７〜１８に示す。図１７に回転子鉄心表
面の４０％程度まで切り欠きを大きくした図を示す。ま
た図１８は磁極の端部ほど切り欠き量を多くしているた
めエアーギャップ（磁気抵抗）は端部ほど大きくなって
おり、磁極中心に向けて誘起電圧が大きくなる。ちなみ
に図９に示す切り欠きの１極分の回転子鉄心表面に対す
る割合は９％程度である。即ち，通常は３％〜１５％程
度で良いと考える。しかし４０〜６０程度の大きい位相
進みでよく駆動する場合は切り欠きが４５％程度までは
効果があると考えられる。

【００５９】さらに、図１８は第１の実施例と第３の実
施例を供に採用した場合の図である。図１７は各１極の
回転方向の逆側の磁石挿入穴３０５の形状を磁石形状に
対し大きくした。さらに第１の磁石１０６と第２の磁石
１０８の２層の磁石において磁石間のｑ軸の磁束通路を
確保するために第１の磁石１０７が磁極中心から回転方
向へ移動させている。この事により、第１の実施例と第
３の実施例の相乗した効果が得られる。

【００６０】また図１８は１極分に相当する回転子鉄心
の両端部に切り欠き３１７を備えた場合である。図１８
では磁石による誘起電圧が図１２に示す場合よりさらに
中央部（電流位相が９０度付近）が大きくなり，端部
（電流位相が０〜３０度付近）は切り欠きにより小さく
なる。この構造は，駆動電流位相進みが小さく（３０度
以内）リラクタンストルクの利用が少ない場合に特に有
効である。磁石による誘起電圧の位相と電流位相のズレ
が小さいため、電流の大きい部分で誘起電圧を大きくす
る事によって同様に同一電流に対するトルク発生量が増
加する事になり、小型高効率を実現可能となる。

【００６１】第３の実施例は回転方向が時計回りか反時
計回りに片寄っている場合や、一方の回転方向のみに効
率が重視される場合に有効である。

【００６２】ここで正弦波駆動について述べたが矩形波
駆動においても同様の効果が得られる事は言うまでもな
い。また、固定子の相数が変化しても同様の効果を得
る。

【００６３】さらに磁石厚が厚いよりも磁束密度の高い
磁石を用い磁石厚が薄い方が空隙等が磁石によりさえぎ
られる事がないため磁石の磁束変更するための切り欠き
の効果がよりよく現れる。

【００６４】１極に対し、磁石が１層、２層のみならず
さらに多層においても効果が有る事は言うまでもない。

【００６５】

【発明の効果】本発明は回転子の内部に配置した１極分
の磁石が回転子円筒部表面の形状に沿った円弧形状の第
１の磁石と、第１の磁石とは分離しており異なる形状の
第２の磁石とを備える事により、ｉd電流による磁束の
発生量を減少させる事となる。そのため総合磁束と総合
電流との直交性は改善され、単位電流に対するトルクが
増加して高効率化、小型高出力のモータが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例にあたる磁石埋込形モー
タの断面図

【図２】本発明の第１の実施例において固定子巻線に電
流を流した場合の磁束線図

【図３】従来例の２層逆円弧形状において固定子巻線に
電流を流した場合の磁束線図

【図４】Ｌdと電流,磁束間の角度との関係を示す図

【図５】本発明の第１の実施例における他の回転子構造
を示す図

【図６】本発明の第１の実施例における他の回転子構造
を示す図

【図７】本発明の第１の実施例における他の回転子構造
を示す図

【図８】本発明の第２の実施例にあたる磁石埋込形モー
タの断面図

【図９】本発明の第３の実施例にあたる磁石埋込形モー
タの断面図

【図１０】１相分の電流、磁石磁束による誘起電圧波形
とトルクを示す図

【図１１】１相分の電流、磁石磁束による誘起電圧波形
とトルクを示す図

【図１２】１相分の電流、磁石磁束による誘起電圧波形
とトルクを示す図

【図１３】本発明の第３の実施例の回転子と正弦波電流
の印加位置と磁石磁束を示す図

【図１４】本発明の第３の実施例における電流位相進み
量とＴm、Ｔr、Ｔm＋Ｔrとの関係を示す図

【図１５】本発明の第３の実施例における他の回転子構
造とそのシミュレーション結果を示す図

【図１６】本発明の第３の実施例における他の回転子構
造とそのシミュレーション結果を示す図

【図１７】本発明の第３の実施例における他の回転子構
造を示す図

【図１８】本発明の第３の実施例における他の回転子構
造を示す図

【図１９】本発明の第３の実施例における他の回転子構
造を示す図

【図２０】従来例における磁石埋込形モータの断面図

【図２１】従来例における電流位相進み量とＴm、Ｔr、
Ｔm＋Ｔrとの関係を示す図

【図２２】総合電流と総合磁束との関係を示す図

【図２３】従来例における最大トルク電流位相とＴmの
減少分との関係を示す図

【符号の説明】

１０６第１の磁石１０８第２の磁石１０４磁石挿入穴３１６切り欠き３１８空隙

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅野能成大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者飯島友邦大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子鉄心の内部に複数個の永久磁石を有
する磁石埋込形モータにおいて、固定子鉄心に巻線が巻
回された固定子と、回転子鉄心と、一部あるいはその全
てを前記回転子の内部に配置した１極分の磁石が回転子
円筒部表面の形状に沿った円弧形状の第１の磁石と、前
記第１の磁石とは分離しており異なる形状の第２の磁石
とからなることを特徴とする磁石埋込形モータ。
【請求項２】第２の磁石の凸部が回転軸側に向いた円弧
形状であることを特徴とする請求項１記載の磁石埋込形
モータ。
【請求項３】第２の磁石がラジアル方向に配置した略長
方形形状であることを特徴とする請求項１記載の磁石埋
込形モータ。
【請求項４】回転子鉄心の内部に複数個の永久磁石を有
する磁石埋込形モータにおいて、固定子鉄心に巻線が巻
回された固定子と、回転子鉄心と、前記回転子の内部に
配置した１極分の磁石が回転子円筒部表面近傍から回転
子円筒部表面近傍まで配置した略長方形形状の第１の磁
石と、前記第１の磁石とは分離しており異なる形状の第
２の磁石とからなることを特徴とする磁石埋込形モー
タ。
【請求項５】第１の磁石の円周側の磁石側面が磁束通路
の確保のため前記２つの側面の延長線が回転軸中心の内
側で交わることを特徴とする請求項１または４記載の磁
石埋込形モータ。
【請求項６】第１の磁石の回転中心側の磁石角部が磁束
通路の確保のため面取り等によりカットされていること
を特徴とする請求項１または４記載の磁石埋込形モー
タ。
【請求項７】回転子鉄心の内部に複数個の永久磁石を有
する磁石埋込形モータにおいて、固定子鉄心に巻線が巻
回された固定子と、回転子鉄心と、一部あるいはその全
てを前記回転子の内部に配置した磁石とを備え、各々１
極分の前記回転子鉄心が前記極の端部近傍から前記極の
中心に向けて空隙や切り欠きや磁石に対して大きい磁石
挿入穴の少なくとも１つを設けることを特徴とする磁石
埋込形モータ。
【請求項８】各々１極分の前記回転子鉄心が前記回転子
の回転方向の逆側部分に空隙や切り欠きや磁石に対して
大きい磁石挿入穴の少なくとも１つを設けることを特徴
とする請求項７記載の磁石埋込形モータ。
【請求項９】各々１極分の前記回転子鉄心が前記回転子
の回転方向の逆側部分の前記極の端部近傍から前記極の
中心に向けて端部ほど磁気抵抗が大きくなるよう空隙や
切り欠きや磁石に対して大きい磁石挿入穴の少なくとも
１つを設けることを特徴とする請求項７記載の磁石埋込
形モータ。
【請求項１０】各々１極分の回転子鉄心が磁束が前記回
転子の回転方向の逆側部分の円筒部鉄心表面に前記１極
分の回転子鉄心表面の３％〜４５％程度の切り欠きを設
けることを特徴とする請求項７記載の磁石埋込形モー
タ。
【請求項１１】回転子鉄心に設けた第２の磁石の磁石挿
入穴の回転子の回転方向の逆側部分が磁石形状に対して
大きいことを特徴とする請求項７記載の磁石埋込形モー
タ。
【請求項１２】第１の磁石が磁極中心から回転方向へ移
動したことを特徴とする請求項７記載の磁石埋込形モー
タ。