JP2001190050A - 回転磁界型電動機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸方向に分割した永久磁石を回転方向に相対的
にずらして配置した回転磁界型電動機において、コギン
グトルクを確実に低減すること。 【解決手段】回転子１０に備えられる永久磁石１３ａ〜
１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの磁極数Ｐと、固定子に備えら
れる突極磁極の磁極数Ｔとの関係が、Ｐ＝８ｎ、かつ、
Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数）を満たし、更に、
永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを軸方向にｍ
（但し、ｍは２以上の整数）分割し、その分割した永久
磁石を回転方向に相対的にずらして配置した電動機にお
いて、そのずれ角が、０°／（（ｍ−１）×ｎ）〜２
２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）の範囲内で２２．５°／
（（ｍ−１）×ｎ）に近づくほど、コギングトルクが確
実に小さくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転磁界型電動機
に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の電動機は、例えば、特開平８−
２５１８４７号公報に開示されている。該公報の電動機
は、それぞれコイルが巻着された１２極の突極磁極を有
する固定子と、８極の永久磁石を軸方向に２列設け、相
対的に回転方向に所定角度（７．５°）ずらして配置し
た回転子とから構成されている（該公報の第２の実施
例）。つまり、該公報では、回転子をスキュー効果をも
たらすように構成して、電動機のコギングトルクの低減
が図られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記公報で
は、８極の永久磁石磁極数に対して突極磁極数を１２極
としたが、この突極磁極数を９極にすると、永久磁石磁
極数と突極磁極数との最小公倍数（コギングトルクの脈
動数）が「２４」から「７２」に増加し、コギングトル
クが小さくなる。これは、コギングトルクの大きさが、
その脈動数に反比例するためである。

【０００４】しかしながら、上記公報では、突極磁極数
を９極にした場合、各列の永久磁石を相対的に回転方向
に何度ずらせば適切なのかが開示されていない。従っ
て、この場合における適切な角度を求めて、コギングト
ルクを確実に低減することが望まれている。

【０００５】又、これは、永久磁石磁極数が「８」、突
極磁極数が「９」の電動機に限らず、永久磁石磁極数を
「Ｐ」、突極磁極数を「Ｔ」としたとき、下記条件式 Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数） を満たす電動機に共通であって、上記した角度を求め
て、コギングトルクを確実に低減することが望まれてい
る。

【０００６】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、軸方向に分割した永
久磁石を回転方向に相対的にずらして配置した回転磁界
型電動機において、コギングトルクを確実に低減するこ
とができる回転磁界型電動機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、回転方向に複数極の永久
磁石を有する回転子と、該回転子に回転磁界を供給すべ
く回転方向に複数極の突極磁極を有する固定子とを備
え、その永久磁石の磁極数Ｐと突極磁極の磁極数Ｔとの
関係が、Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上
の整数）を満たし、更に、前記永久磁石を軸方向にｍ
（但し、ｍは２以上の整数）分割し、その分割した永久
磁石をそれぞれ同一回転方向に相対的にずらして配置し
た回転磁界型電動機において、そのずれ角を、０°／
（（ｍ−１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）
の範囲内に設定した。

【０００８】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の回転磁界型電動機において、前記ずれ角を、１０°／
（（ｍ−１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）
の範囲内に設定した。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の回転磁界型電動機において、前記ずれ角を、２２．５
°／（（ｍ−１）×ｎ）に設定した。請求項４に記載の
発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転磁界
型電動機において、前記回転子は、前記永久磁石の磁極
数Ｐ（＝８ｎ）に対応した数の外側面を有する正多角柱
状に形成されるとともに、軸方向にｍブロックに分割さ
れ、かつ、各ブロックを相対的に回転方向に前記ずれ角
だけずらして設けた基部と、径方向断面が矩形状に形成
され、前記基部の各ブロックの外側面にそれぞれ固定さ
れる前記永久磁石とを備えた。

【００１０】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の回転磁界型電動機において、前記永久磁石を、回転方
向においてｋ（但し、ｋは２以上の整数）分割するとと
もに、前記各ブロックを、その分割数と前記永久磁石の
磁極数Ｐ（＝８ｎ）との積（ｋ×Ｐ）と同数の外側面を
有する正多角柱状に形成した。

【００１１】請求項６に記載の発明は、請求項１〜５の
いずれか１項に記載の回転磁界型電動機において、前記
回転子は、前記永久磁石を樹脂モールド材にてモールド
して構成した。

【００１２】請求項７に記載の発明は、請求項１〜６の
いずれか１項に記載の回転磁界型電動機において、前記
回転子は、軸方向にｍブロックに分割され、かつ、前記
永久磁石が各ブロックの外側面に固着される基部を備
え、前記基部は、回転軸を圧入するための該回転軸の直
径より小径の圧入部を有する嵌挿孔を備え、その圧入部
を各ブロック毎に相対的に回転方向にずらした。

【００１３】請求項８に記載の発明は、請求項１〜７の
いずれか１項に記載の回転磁界型電動機において、隣接
する前記突極磁極の永久磁石側端部を相互に連結して構
成される環状部を有する。

【００１４】従って、請求項１に記載の発明によれば、
軸方向に分割した永久磁石が０°／（（ｍ−１）×ｎ）
〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）の範囲内でそれぞれ
同一回転方向に相対的にずらして配置されるので、スキ
ュー効果が得られ、コギングトルクの大きさが小さくな
る（図７参照）。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、軸方向に
分割した永久磁石が１０°／（（ｍ−１）×ｎ）〜２
２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）の範囲内で回転方向に相
対的にずらして配置されるので、ずらさない場合と比べ
て、コギングトルクの大きさが約１／２以下になる（図
７参照）。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、軸方向に
分割した永久磁石が２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）で
回転方向に相対的にずらして配置されるので、ずらさな
い場合と比べて、コギングトルクの大きさが約１／５以
下になる（図７参照）。

【００１７】請求項４に記載の発明によれば、永久磁石
は径方向断面が矩形状に形成されるので、該磁石の製造
が簡単である。しかも、永久磁石は正多角柱状の基部の
外周面に平面同士で固定されるので、簡単かつ確実に固
定される。

【００１８】請求項５に記載の発明によれば、永久磁石
が回転方向においてｋ分割され、基部の各ブロックがそ
の永久磁石の個数と同数の外側面を有する正多角柱状に
形成される。そのため、永久磁石と固定子との平均ギャ
ップ（図１２参照）が小さくなり、漏れ磁束が少なくな
る。

【００１９】請求項６に記載の発明によれば、永久磁石
が樹脂モールド材にてモールドされるので、回転時の遠
心力や振動等により、永久磁石が基部から脱落すること
が容易に防止できる。又、電動機の組み立てが容易にな
る。

【００２０】請求項７に記載の発明によれば、永久磁石
を固定するための基部には、回転軸の直径より小径の圧
入部を有する嵌挿孔が備えられ、その圧入部が各ブロッ
ク毎に相対的に回転方向にずらして配置される。そのた
め、回転軸の圧入変形する箇所が各ブロック毎に回転方
向にずれる。従って、回転軸と各ブロックとが強固に圧
入固定される。

【００２１】請求項８に記載の発明によれば、隣接する
突極磁極の永久磁石側端部が相互に連結して構成される
環状部を有しているので、各突極磁極間の磁界変化が緩
和される。従って、コギングトルクの低減に貢献するこ
とができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図面に従って説明する。図１は、本実施形態の
回転磁界型電動機１の概略構成を示す。電動機１の固定
子（ステータ）２はアウタコア３及びインナコア４を備
え、該コア３，４は複数枚の鋼板を軸方向に積層して構
成されている。アウタコア３は円環状をなしており、イ
ンナコア４は、径方向に延び、かつ回転方向に等間隔
（「４０°」間隔）に配置された９つのティース４ａ〜
４ｉを備えている。

【００２３】ティース４ａ〜４ｉの基端部（外側端部）
は、アウタコア３と連結される。ティース４ａ〜４ｉの
先端部（内側端部）は、隣接するそれと相互に連結さ
れ、この連結により円環部４ｊが形成される。そして、
各ティース４ａ〜４ｉにはコイル巻線５ａ〜５ｉがそれ
ぞれ巻着され、回転磁界を回転磁界を発生させるための
９極の突極磁極６ａ〜６ｉが構成されている。尚、本実
施形態では、回転方向に連続する３つのティース４ａ〜
４ｉ毎に、それぞれＵ・Ｖ・Ｗ相の励磁コイルがコイル
巻線５ａ〜５ｉにより構成される。

【００２４】一方、電動機１の回転子（ロータ）１０
は、図１〜図３に示すように、回転軸１１、基部１２及
び永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈとからな
り、前記固定子２の円環部４ｊ内側に回転可能に支持さ
れている。つまり、本実施形態の回転磁界型電動機１
は、８極の永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈで
構成された所謂インナロータ型の回転磁界型電動機であ
る。基部１２は磁性材料よりなり、該基部１２にはその
中心に回転軸１１が圧入されている。

【００２５】図４に示すように、基部１２は、軸方向の
中央から一方の端部の間を第１ブロック１５とし、軸方
向の中央から他方の端部の間を第２ブロック１６として
いる。第１，第２ブロック１５，１６はともに正八角柱
状に形成され、それぞれ８つの外側面１５ａ〜１５ｈ，
１６ａ〜１６ｈを有している。ここで、図２において、
隣接する外側面１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜１６ｈに垂直
で、かつ回転子１０の回転中心Ｏを通る直線Ｌa1〜Ｌa
8，Ｌb1〜Ｌb8のなす角は、それぞれ「４５°」になっ
ている。そして、各ブロック１５，１６は、その半分の
「２２．５°」だけ相対的に回転方向にずらして設けら
れている。

【００２６】前記基部１２の各外側面１５ａ〜１５ｈ，
１６ａ〜１６ｈには、直方体（径方向断面が長方形状）
よりなる永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈが回
転方向に交互に異なる磁極となるように接着剤等により
固定される。この永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１
４ｈは、図５に示すように、所定大きさの直方体（又
は、立方体）の永久磁石ブロック材２０から所定厚さだ
け切り出されて形成される。

【００２７】こうして、図２〜図４に示すように、各永
久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは軸方向に第
１，第２ブロック１５，１６の２つに分割され、前記基
部１２の形状より、第１ブロック１５に固定される永久
磁石１３ａ〜１３ｈと第２ブロック１６に固定される永
久磁石１４ａ〜１４ｈの同極が相対的に回転方向に「２
２．５°」ずれて配置される。このとき、各永久磁石１
３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、その回転方向の中心
が前記直線Ｌa1〜Ｌa8，Ｌb1〜Ｌb8を通るように配置さ
れる。従って、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４
ｈの回転方向の中心を通る前記直線Ｌa1〜Ｌa8，Ｌb1〜
Ｌb8が、軸方向からみて、各ブロック１５，１６で交互
に「２２．５°」の等間隔に配置される。

【００２８】そして、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ
〜１４ｈは、回転時の遠心力や振動等による基部１２か
らの脱落を防止するために樹脂モールド材１７によりモ
ールドされる。この樹脂モールド材１７は、永久磁石１
３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈをモールドするだけでな
く、図３に示すように、基部１２の軸方向両端部を含め
た該基部１２全体が円柱状となるようにモールドする。

【００２９】次に、上記のように構成された電動機１の
作用を説明する。図７は、本実施形態の電動機１、即ち
条件式 Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数） の「ｎ」を「１」に設定した永久磁石磁極数Ｐが
「８」、突極磁極数Ｔが「９」であって、更に永久磁石
の軸方向の分割数ｍが「２」の電動機において、各ブロ
ック間の永久磁石の相対的な回転方向のずれ角θを０°
〜９０°／（（ｍ−１）×ｎ）、即ち０°〜９０°まで
変化させたときのコギングトルクの大きさを示してい
る。尚、同図７では、ずれ角θが「０°」、即ち各ブロ
ック間の永久磁石が相対的にずれていない場合のコギン
グトルクの大きさを「１」としている。

【００３０】同図７より、各ブロック１５，１６の永久
磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈの回転方向の相対
的なずれ角が「０°〜２２．５°」に増加するに伴っ
て、コギングトルクが小さくなっていく。特に、ずれ角
θが「１０°〜２２．５°」の範囲内は、コギングトル
クの大きさが約「０．５」以下となる好ましい範囲であ
る。

【００３１】次に、ずれ角が「２２．５°〜６７．５
°」の範囲内（図７の斜線部分）においては、コギング
トルクが約「０．２」以下と小さく、好ましいように見
える。しかしながら、各ブロック１５，１６の永久磁石
１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈ間で異極同士が近づく
配置となるため、電動機１自体の出力が大きく低下して
しまう。従って、この範囲内のずれ角の設定は適さな
い。

【００３２】次に、ずれ角が「６７．５°〜９０°」に
おいては、ずれ角が「０°〜２２.５°」と対称的に変
化する。従って、詳細な説明を省略し、以下には「０°
〜２２．５°」のみ場合を記載する。

【００３３】従って、このような測定結果により、ずれ
角θを「２２．５°」に設定すれば、ずれ角の有効な範
囲内において、コギングトルクの大きさが最も小さくな
る約「０．２」となる。つまり、ずれ角θを「２２．５
°」に設定した本実施形態の電動機１は、コギングトル
クが確実に低減される。

【００３４】上記したように、本実施の形態によれば、
以下に示す作用効果を有する。 （１）各永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは軸
方向に第１，第２ブロック１５，１６の２つに分割さ
れ、第１ブロック１５の永久磁石１３ａ〜１３ｈと第２
ブロック１６の永久磁石１４ａ〜１４ｈの同極が相対的
に回転方向に「２２．５°」ずれて配置される。このよ
うにすれば、図７に示すようにずれ角の有効な範囲内に
おいて、電動機１のコギングトルクを極めて小さく抑え
ることができる。尚、本実施形態では、回転方向に連続
する３つのティース４ａ〜４ｉ毎に、それぞれＵ・Ｖ・
Ｗ相の励磁コイルが構成されるのでコギングトルクが比
較的大きいが、このようなコギングトルクが比較的大き
な電動機１に実施すると効果大である。

【００３５】（２）本実施形態の永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈは、図５に示すように直方体である
ので、一般に多く用いられる図６に示す円弧状の永久磁
石２１と比べて形成が容易である。即ち、本実施形態の
永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、図５に示
すように、所定大きさの直方体（又は、立方体）の永久
磁石ブロック材２０から所定厚さだけ切り出すだけであ
る。これに対し、円弧状の永久磁石２１は、図６に示す
ように、所定大きさの直方体（又は、立方体）の永久磁
石ブロック材２２から所定厚さの直方体よりなる永久磁
石素材２３を切り出し、更に該素材２３を研磨して円弧
状に形成される。従って、本実施形態の永久磁石１３ａ
〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、円弧状の永久磁石２１と
比べて、その製造工程が簡単で、製造にかかる工数が少
なくてすむ。しかも、本実施形態の永久磁石１３ａ〜１
３ｈ，１４ａ〜１４ｈは、円弧状の永久磁石２１と比べ
て、単位当たりのブロック材２０から多くの永久磁石１
３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを形成することができ
る。その結果、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４
ｈを低コストで製造することができ、ひいては、電動機
１の低コスト化を図ることができる。

【００３６】（３）本実施形態の永久磁石１３ａ〜１３
ｈ，１４ａ〜１４ｈは、各ブロック１５，１６の外側面
１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜１６ｈに対して平面同士で固
定される。ここで、仮に、円弧状の永久磁石２１を用い
る場合、その磁石２１を円柱状の基部の外周面に固定す
る際において、該基部の外周面の曲率と永久磁石２１の
内側面のそれとが一致しないことがある。このような場
合では、永久磁石２１の外側面に治具を押し当てて、該
磁石２１の内側面が基部の外周面に密着するようにして
該磁石２１を基部に固定するが、このとき、治具により
磁石２１が割れたり位置ずれしたりする場合がある。そ
のため、永久磁石２１の内側面の曲率を基部の外周面の
それと極力一致させる必要があるが、これは高い精度の
研磨加工が要求されるので、手間がかかるだけでなく、
コストが上昇するという問題が生じる。従って、本実施
形態では相互が平面同士であるので、円弧状の永久磁石
２１を使用したときの種々の不具合が生じることなく、
基部１２に対して永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１
４ｈを簡単かつ確実に固定することができる。

【００３７】（４）樹脂モールド材１７により、永久磁
石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈや基部１２の軸方向
両端部を含めた該基部１２全体が円柱状にモールドされ
る。従って、回転時の遠心力や振動等により、永久磁石
１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈが基部１２から脱落す
ることを容易に防止することができる。又、電動機１の
組み立てを容易に行うことができる。しかも、樹脂モー
ルド材１７は、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４
ｈの回転方向の中央部分が円弧状の永久磁石２１を使用
した場合と比べて肉厚とすることができるので、永久磁
石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを高い保持強度で保
持することができる。従って、樹脂モールド材１７を全
体的に薄くでき、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１
４ｈと固定子２とのギャップを小さくすることができ
る。その結果、漏れ磁束を極力少なく抑えることがで
き、電動機１の高出力化を図ることができる。

【００３８】（５）ティース４ａ〜４ｉの先端部（内側
端部）は、隣接するそれと相互に連結され、この連結に
より円環部４ｊが形成される。従って、各ティース４ａ
〜４ｉ間の磁界変化が緩和されるので、コギングトルク
の低減に貢献することができる。

【００３９】尚、本発明の実施の形態は、以下のように
変更してもよい。 ○上記実施の形態では、「ｎ」を「１」とした永久磁石
磁極数Ｐが「８」、突極磁極数Ｔが「９」であって、永
久磁石の軸方向の分割数ｍが「２」の電動機１とした
が、条件式 Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数） を満たし、更に永久磁石の軸方向の分割数が「ｍ」（但
し、ｍは２以上の整数）の電動機であればよい。この場
合、図７の斜線以外に示すずれ角の有効な範囲内におい
て、ずれ角θを「２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）」に
設定すると、コギングトルクを大きさを最も小さく抑え
ることができる。又、ずれ角θを「１０°／（（ｍ−
１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）」の範囲
内に設定すれば、コギングトルクの大きさを約「０．
５」以下の好ましい範囲内に抑えることができる。

【００４０】その一例として、ｎ＝２、ｍ＝２とした場
合、電動機の構成は、永久磁石磁極数Ｐは「１６」、突
極磁極数Ｔが「１８」であって、永久磁石が軸方向に
「２」分割されたものとなる。因みに、この電動機の回
転子２４ａを図８に示す。このような電動機において
は、図７の特性図より、１段目の１６個の永久磁石２５
ａ〜２５ｐと２段目の１６個の永久磁石２６ａ〜２６ｐ
の回転方向のずれ角θを「５°〜１１．２５°」の範囲
内に設定すれば、コギングトルクの大きさを約「０．
５」以下の好ましい範囲内に抑えることができる。又、
永久磁石２５ａ〜２５ｐ，２６ａ〜２６ｐのずれ角θを
「１１．２５°」に設定すれば、コギングトルクを大き
さを有効な範囲内で最も小さい約「０．２」に抑えるこ
とができる。尚、図８の回転子２４ａは、永久磁石２５
ａ〜２５ｐ，２６ａ〜２６ｐのずれ角θを「１１．２５
°」に設定したものである。因みに、「ｎ」を「２」以
上に設定した場合、永久磁石磁極数Ｐは「８ｎ」となる
ので、永久磁石を固定する基部の各ブロックを、その磁
極数Ｐ（＝８ｎ）と同数の外周面を有する正多角形状に
形成する必要がある。

【００４１】又、永久磁石の軸方向の分割数ｍを「３」
以上に設定した場合、軸方向に隣接する永久磁石をそれ
ぞれ同一回転方向に相対的に所定のずれ角θだけずらし
て回転子を構成する。その一例として、ｎ＝１、ｍ＝３
とした場合、電動機の構成は、永久磁石磁極数Ｐは
「８」、突極磁極数Ｔが「９」であって、永久磁石が軸
方向に「３」分割されたものとなる。因みに、この電動
機の回転子２４ｂを図９に示す。このような電動機にお
いては、図７の特性図より、１〜３段目のそれぞれ８個
の永久磁石２７ａ〜２７ｈ，２８ａ〜２８ｈ，２９ａ〜
２９ｈのずれ角θを「５°〜１１．２５°」の範囲内に
設定すれば、コギングトルクの大きさを約「０．５」以
下の好ましい範囲内に抑えることができる。又、永久磁
石２７ａ〜２７ｈ，２８ａ〜２８ｈ，２９ａ〜２９ｈの
ずれ角θを「１１．２５°」に設定すれば、コギングト
ルクを大きさを有効な範囲内で最も小さい約「０．２」
に抑えることができる。尚、図９の回転子２４ｂは、永
久磁石２７ａ〜２７ｈ，２８ａ〜２８ｈ，２９ａ〜２９
ｈのずれ角θを「１１．２５°」に設定したものであ
る。

【００４２】○上記実施の形態の回転子１０において、
同極の永久磁石を回転方向でｋ（但し、ｋは２以上の整
数）分割させてもよい。その一例を図１０及び図１１に
示す。図１０及び図１１は、ｋ＝２とし、同極の永久磁
石を２分割した回転子３０の例である。

【００４３】基部３１には軸方向に第１，第２ブロック
３２，３３が設けられ、各ブロック３２，３３には８極
の永久磁石３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈがそれぞれ
が２つに分割された１６個の永久磁石３４a1〜３４h1，
３４a2〜３４h2，３５a1〜３５h1，３５a2〜３５h2が設
けられる。各ブロック３２，３３は、永久磁石磁極数Ｐ
（＝８ｎ）と回転方向分割数ｋとの積と同数の外側面３
２a1〜３２h1，３２a2〜３２h2（第２ブロック３３の外
側面は図示せず）を有する正多角柱状、即ち図１０にお
いては正１６角柱状に形成される。各ブロック３２，３
３は、相対的に回転方向に「０°／（（ｍ−１）×ｎ）
〜２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ）」のいずれかの角度
だけずらして設けられる。そして、各外側面３２a1〜３
２h1，３２a2〜３２h2には、永久磁石３４a1〜３４h1，
３４a2〜３４h2，３５a1〜３５h1，３５a2〜３５h2がそ
れぞれ固定される。

【００４４】このようにすれば、図１２に示すように、
永久磁石３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈの外側面と固
定子２の円環部４ｊ内周面との平均ギャプが小さくな
る。従って、上記実施形態のように回転方向に分割しな
い永久磁石磁極数Ｐが「８」の場合でも平均ギャップは
小さいが、永久磁石３４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈを
図１０及び図１１のように同極を回転方向に分割するこ
とで、平均ギャップを更に小さくすることができる。そ
の結果、漏れ磁束を極力少なく抑えることができ、電動
機の高出力化を図ることができる。

【００４５】○上記実施の形態では、永久磁石１３ａ〜
１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを直方体、即ち径方向断面が四
角形状としたが、該断面がその他の矩形状の永久磁石を
用いてもよい。このようにしても、永久磁石が簡単な形
状であることから、該磁石を簡単に製造できる。しか
も、永久磁石と基部とを平面同士で固定することができ
る。又、該断面を円弧状に形成した永久磁石（図６参
照）を用いてもよい。この場合、永久磁石を固定するた
めの基部を円柱形状とする必要がある。

【００４６】○上記実施の形態では、永久磁石１３ａ〜
１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを永久磁石ブロック材２０から
切り出して製造したが、粉体を圧縮形成して永久磁石を
製造してもよい。

【００４７】○上記実施の形態では、永久磁石１３ａ〜
１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを樹脂モールド材１７によりモ
ールドしたが、永久磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４
ｈが基部１２に対して強固に固定できれば、特にモール
ドする必要はない。

【００４８】○上記実施形態の回転子１０において、回
転軸１１と基部１２の固定構造を以下のようにしてもよ
い。詳述すると、基部１２の第１，第２ブロック１５，
１６は別体で同一形状に形成される。図１３に示すよう
に、両ブロック１５，１６には回転軸１１を嵌挿する嵌
挿孔１５ｉ，１６ｉがそれぞれ形成され、各嵌挿孔１５
ｉ，１６ｉには回転軸１１の直径より若干小さい径を有
する圧入部１５ｊ，１６ｊがそれぞれ対向する２箇所に
形成される。各圧入部１５ｊ，１６ｊは、回転方向に約
「９０°」の範囲にわたって形成されている。そして、
各ブロック１５，１６は相対的に回転方向に「２２．５
°」ずらし、更に「９０°」ずらした状態で組み合わさ
れ、回転軸１１が一方から圧入される。

【００４９】このようにすれば、圧入部１５ｊ，１６ｊ
が各ブロック１５，１６毎に回転方向にずれるので、回
転軸１１の圧入変形する箇所が各ブロック１５，１６毎
に回転方向にずれる。ここで、先に挿入した方のブロッ
ク、例えば第１ブロック１５から回転軸１１を圧入した
場合、圧入部１５ｊにより回転軸１１が若干圧入変形し
たり、削られるなどしてその圧入部１５ｊが通過した箇
所の直径が若干小さくなる。しかしながら、後に挿入さ
れる第２ブロック１６の圧入部１６ｊは第１ブロック１
５のそれに対して回転方向にずれているので、回転軸１
１はその変形度合が少ない箇所で圧入される。従って、
回転軸１１と各ブロック１５，１６とを強固に圧入固定
することができる。尚、圧入部１５ｊ，１６ｊの数、形
状はこれに限定されるものではない。

【００５０】又、図１４に示すように、前記嵌挿孔１５
ｉ，１６ｉを楕円形状の嵌挿孔１５ｋ，１６ｋとしても
よい。この嵌挿孔１５ｋ，１６ｋは、その短径が回転軸
１１の直径より若干小さく形成される。即ち、その短径
部分に対応する各ブロック１５，１６の部位が圧入部１
５ｌ，１６ｌになっている。そして、各ブロック１５，
１６は、上記したように、相対的に回転方向に「２２．
５°」ずらし、更に「９０°」ずらした状態で組み合わ
され、圧入部１５ｌ，１６ｌが各ブロック１５，１６毎
に回転方向にずれるようにしている。このようにして
も、回転軸１１と各ブロック１５，１６とを強固に圧入
固定することができる。

【００５１】○上記実施の形態では、回転子（ロータ）
１０が固定子（ステータ）２の内側で回転する、所謂イ
ンナロータ型の回転磁界型電動機１に実施したが、回転
子（ロータ）が固定子（ステータ）の外側で回転する、
所謂アウタロータ型の回転磁界型電動機に実施してもよ
い。

【００５２】○上記実施の形態では、回転子１０に永久
磁石１３ａ〜１３ｈ，１４ａ〜１４ｈを備え、固定子２
に突極磁極６ａ〜６ｉを備えた電動機１に実施したが、
逆に回転子に突極磁極を備え、固定子２に永久磁石を備
えた電動機に実施してもよい。

【００５３】上記各実施の形態から把握できる請求項以
外の技術的思想について、以下にその効果とともに記載
する。 （イ） 請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転磁界
型電動機において、前記永久磁石の径方向断面が長方形
状となるように該永久磁石を形成したことを特徴とする
回転磁界型電動機。このようにすれば、永久磁石を極め
て簡単に製造することができる。

【００５４】（ロ） 請求項１〜８又は（イ）のいずれ
か１項に記載の回転磁界型電動機において、前記永久磁
石の磁極数が「８」、前記突極磁極の磁極数が「９」で
あって、前記突極磁極には、回転方向に連続する３つの
突極磁極毎に、それぞれＵ・Ｖ・Ｗ相の励磁コイルを構
成したことを特徴とする回転磁界型電動機。このように
すれば、このような構成の電動機はコギングトルクが比
較的大きいが、このようなコギングトルクが比較的大き
な電動機に実施すると効果大である。

【００５５】（ハ） 回転方向に複数極の永久磁石を有
する固定子と、回転磁界を発生すべく回転方向に複数極
の突極磁極を有する回転子とを備え、その永久磁石の磁
極数Ｐと突極磁極の磁極数Ｔとの関係が、Ｐ＝８ｎ、か
つ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数）を満たし、更
に、前記永久磁石を軸方向にｍ（但し、ｍは２以上の整
数）分割し、その分割した永久磁石をそれぞれ同一回転
方向に相対的にずらして配置した電動機において、その
ずれ角を、０°／（（ｍ−１）×ｎ）〜２２．５°／
（（ｍ−１）×ｎ）の範囲内に設定したことを特徴とす
る電動機。このように構成した電動機であっても、コギ
ングトルクを確実に低減することができる。

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
軸方向に分割した永久磁石を回転方向に相対的にずらし
て配置した回転磁界型電動機において、コギングトルク
を確実に低減することができる回転磁界型電動機を提供
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態の回転磁界型電動機の概略構成図
である。

【図２】 回転子の永久磁石の配置を示す平面図であ
る。

【図３】 回転子の永久磁石の配置を示す側面図であ
る。

【図４】 回転子の構成を示す斜視図である。

【図５】 直方体の永久磁石の製造方法を示す説明図で
ある。

【図６】 円弧状の永久磁石の製造方法を示す説明図で
ある。

【図７】 ずれ角に対するコギングトルクの変化を示す
特性図である。

【図８】 別例の回転子を示す平面図である。

【図９】 別例の回転子を示す側面図である。

【図１０】 別例の回転子を示す平面図である。

【図１１】 別例の回転子を示す側面図である。

【図１２】 永久磁石磁極数Ｐ×回転方向分割数ｋの積
に対する平均ギャップの変化を示す特性図である。

【図１３】 別例における図３のＡ−Ａ断面図である。

【図１４】 別例における図３のＢ−Ｂ断面図である。

【符号の説明】

２…固定子、４ｊ…環状部としての円環部、６ａ〜６ｉ
…突極磁極、１０，２４ａ，２４ｂ，３０…回転子、１
１…回転軸、１２，３１…基部、１３ａ〜１３ｈ，１４
ａ〜１４ｈ，２１，２５ａ〜２５ｐ，２６ａ〜２６ｐ，
２７ａ〜２７ｈ，２８ａ〜２８ｈ，２９ａ〜２９ｈ，３
４ａ〜３４ｈ，３５ａ〜３５ｈ…永久磁石、１５，１
６，３２，３３…ブロック、１５ａ〜１５ｈ，１６ａ〜
１６ｈ，３２a1〜３２h1，３２a2〜３２h2…外側面、１
５ｉ，１６ｉ，１５ｋ，１６ｋ…嵌挿孔、１５ｊ，１６
ｊ，１５，１６ｌ…圧入部、１７…樹脂モールド材、θ
…ずれ角。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 尊典 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 (72)発明者 松下 満彦 静岡県湖西市梅田390番地 アスモ 株式 会社内 Ｆターム(参考） 5H019 AA03 CC03 CC06 CC07 CC08 CC09 DD07 EE14 FF01 GG01 5H621 GA04 HH01 JK02

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転方向に複数極の永久磁石を有する回
   転子と、該回転子に回転磁界を供給すべく回転方向に複
   数極の突極磁極を有する固定子とを備え、その永久磁石
   の磁極数Ｐと突極磁極の磁極数Ｔとの関係が、 Ｐ＝８ｎ、かつ、Ｔ＝９ｎ（但し、ｎは１以上の整数） を満たし、更に、前記永久磁石を軸方向にｍ（但し、ｍ
   は２以上の整数）分割し、その分割した永久磁石をそれ
   ぞれ同一回転方向に相対的にずらして配置した回転磁界
   型電動機において、 そのずれ角を、 ０°／（（ｍ−１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−１）
   ×ｎ） の範囲内に設定したことを特徴とする回転磁界型電動
   機。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の回転磁界型電動機にお
   いて、 前記ずれ角を、 １０°／（（ｍ−１）×ｎ）〜２２．５°／（（ｍ−
   １）×ｎ） の範囲内に設定したことを特徴とする回転磁界型電動
   機。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の回転磁界型電動機にお
   いて、 前記ずれ角を、 ２２．５°／（（ｍ−１）×ｎ） に設定したことを特徴とする回転磁界型電動機。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の回
   転磁界型電動機において、 前記回転子は、 前記永久磁石の磁極数Ｐ（＝８ｎ）に対応した数の外側
   面を有する正多角柱状に形成されるとともに、軸方向に
   ｍブロックに分割され、かつ、各ブロックを相対的に回
   転方向に前記ずれ角だけずらして設けた基部と、 径方向断面が矩形状に形成され、前記基部の各ブロック
   の外側面にそれぞれ固定される前記永久磁石とを備えた
   ことを特徴とする回転磁界型電動機。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の回転磁界型電動機にお
   いて、 前記永久磁石を、回転方向においてｋ（但し、ｋは２以
   上の整数）分割するとともに、 前記各ブロックを、その分割数と前記永久磁石の磁極数
   Ｐ（＝８ｎ）との積（ｋ×Ｐ）と同数の外側面を有する
   正多角柱状に形成したことを特徴とする回転磁界型電動
   機。
6. 【請求項６】 請求項１〜５のいずれか１項に記載の回
   転磁界型電動機において、 前記回転子は、前記永久磁石を樹脂モールド材にてモー
   ルドして構成したことを特徴とする回転磁界型電動機。
7. 【請求項７】 請求項１〜６のいずれか１項に記載の回
   転磁界型電動機において、 前記回転子は、軸方向にｍブロックに分割され、かつ、
   前記永久磁石が各ブロックの外側面に固着される基部を
   備え、 前記基部は、回転軸を圧入するための該回転軸の直径よ
   り小径の圧入部を有する嵌挿孔を備え、その圧入部を各
   ブロック毎に相対的に回転方向にずらしたことを特徴と
   する回転磁界型電動機。
8. 【請求項８】 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回
   転磁界型電動機において、 隣接する前記突極磁極の永久磁石側端部を相互に連結し
   て構成される環状部を有することを特徴とする回転磁界
   型電動機。