JP2007181254A - 永久磁石埋込型モータの回転子 - Google Patents

Abstract

【課題】永久磁石の位置決めのために大規模な永久磁石の位置決め装置が必要なく、特性を悪化させることのない永久磁石埋込型モータの回転子を提供することを目的とする。
【解決手段】この発明に係る永久磁石埋込型モータの回転子２は、複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心２ｃと、この回転子鉄心２ｃに軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴１ａと、この永久磁石挿入穴１ａ内の周方向両端部に形成される空隙部１ｄと、この空隙部１ｄの間に空隙部１ｄに連通して形成され、電磁鋼板の少なくとも所定距離離れた二枚においては、空隙部１ｄに対して径方向に所定距離ずれて配設される永久磁石挿入部１ｍと、この永久磁石挿入部１ｍに挿入される永久磁石６と、回転子鉄心２ｃの両端部に設けられ、永久磁石６の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、永久磁石が挿入さていない永久磁石挿入穴の空隙部に対して、永久磁石挿入穴を径方向の内側、または外側にずらすことにより、永久磁石の周方向の位置決めを行う永久磁石埋込型モータの回転子に関するものである。

従来、ロータの長孔を永久磁石よりも周方向に幅広く形成し、これらの長孔内に装填した永久磁石の周方向両側に空隙を設け、これらの空隙に挿入した非磁性金属製パイプの両端を永久磁石よりも突出させ、これら突出端を塑性変形させることによって永久磁石を長孔内に固定した永久磁石式ブラシレスＤＣモータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−１０５４４号公報

従来の永久磁石式ブラシレスＤＣモータの回転子は、永久磁石挿入穴の周方向両側に、磁束の漏れを防ぐための空隙を設け、磁束の漏れを防いでいた。しかし、磁束漏れを防ぐ空隙が存在するため、永久磁石の位置決めができず、固定用の突起を設けたり、非磁性のパイプを空隙に挿入したりすることにより、永久磁石の位置決めを行っていた。しかし、固定用の突起を設けることにより、磁束漏れが発生し、効率を悪化させる要因となっていた。また、非磁性パイプにより位置決めを行うと、高価になるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、永久磁石の位置決めのために大規模な永久磁石の位置決め装置が必要なく、特性を悪化させることのない永久磁石埋込型モータの回転子を提供することを目的とする。

この発明に係る永久磁石埋込型モータの回転子は、複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、この永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、この空隙部の間に空隙部に連通して形成され、電磁鋼板の少なくとも所定距離離れた二枚においては、空隙部に対して径方向に所定距離ずれて配設される永久磁石挿入部と、この永久磁石挿入部に挿入される永久磁石と、回転子鉄心の両端部に設けられ、永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする。

この発明に係る永久磁石埋込型モータの回転子は、上記構成により、永久磁石挿入穴内での永久磁石の位置決めができ、また、空隙部と永久磁石挿入穴を連通させることにより、磁束の漏れが少なく、永久磁石を内側、外側に配置しない状態とほぼ同じ特性を得ることができる。

実施の形態１．
図１乃至図３は一般的な永久磁石埋込型モータの回転子を示す図で、図１は電磁鋼板の平面図、図２は回転子の斜視図、図３は回転子の断面図である。
図１に示す一般的な永久磁石埋込型モータの回転子の電磁鋼板１には、板厚が０．２〜０．５ｍｍのものが使用される。図１の打ち抜き後の電磁鋼板１は、４個の長孔状の永久磁石挿入穴１ａが周方向に配置され、永久磁石挿入穴１ａの内側には、リベット（後述）を挿入するリベット挿入穴１ｂが４個設けられ、さらに、電磁鋼板１の中心付近に、シャフト（後述）が圧入等により固定されるシャフト挿入穴１ｃが形成されている。

図２に示す回転子２は、図１の電磁鋼板１を複数枚積層して回転子鉄心２ｃを形成し、４個の永久磁石（後述）を回転子鉄心２ｃの永久磁石挿入穴１ａに挿入し、この永久磁石が永久磁石挿入穴１ａから抜け落ちないように、回転子２の軸方向両端に非磁性体の端板３を合わせ、全体を４本のリベット４でかしめて固定する。そして、シャフト挿入穴１ｃにシャフト５を圧入、焼嵌等により挿入固定する。

図３の断面図に示すように、永久磁石６は永久磁石挿入穴１ａの中央部に挿入され、永久磁石挿入穴１ａに対して永久磁石６の長さが短い場合、永久磁石６の周方向両端には、永久磁石６が存在しない空隙部１ｄが形成される。空隙部１ｄが存在するため、永久磁石６は永久磁石挿入穴１ａの中で移動可能なため、位置決めをすることができない。そのため、起動、運転、減速中に永久磁石６が永久磁石挿入穴１ａ内を移動し、騒音、振動の原因となる。

また、永久磁石６が永久磁石挿入穴１ａ内を移動すると、磁力のバランスがくずれ、コギングトルク、誘起電圧のひずみ、トルクリプルが増加する。従って、永久磁石６の位置を固定するため、永久磁石挿入穴１ａに対して、永久磁石６の幅に合わせた突起や、永久磁石６が挿入さていない永久磁石挿入穴１ａの空隙部１ｄの径方向の幅を永久磁石６の径方向の幅に対して狭くするなどの手段が取られてきた。

しかし、永久磁石６が挿入さていない永久磁石挿入穴１ａの空隙部１ｄは磁極間の磁束の漏れを防ぐものであり、突起を設けることや、径方向の幅を狭めることにより磁束の漏れが大きくなり、特性の悪化につながっていた。

また、小型の永久磁石埋込型モータでは空隙部１ｄの幅が小さく、突起の占める割合が大きくなり、磁束の漏れが顕著になり特性の悪化につながっていた。

図４乃至図７は実施の形態１を示す図で、図４は電磁鋼板１の平面図、図５は永久磁石埋込型モータの回転子の断面図、図６は別の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図、図７は永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。

図４に示すように、電磁鋼板１の周方向に４個配設された長孔状の永久磁石挿入穴１ａの永久磁石６が挿入される永久磁石挿入部１ｍが、永久磁石６が挿入されない周方向両端の空隙部１ｄよりも径方向内側に所定長さずれている。但し、永久磁石６が挿入される永久磁石挿入部１ｍと空隙部１ｄは連通している。これは、永久磁石６からの磁束の漏れを抑制するためである。

図５に示すように、回転子鉄心２ｃの永久磁石挿入部１ｍに永久磁石６が挿入され、回転子２の両端に端板３（図２参照）を設け、全体をリベット４でかしめて固定する。

このように構成することにより、永久磁石６が挿入される永久磁石挿入部１ｍの両端に段差が形成され、永久磁石６はその段差により位置決めされる。これにより、運転中に永久磁石６が永久磁石挿入穴１ａ内を動くことがなく、永久磁石６が位置決めされる。

また、永久磁石挿入部１ｍを内側にずらす長さは、永久磁石挿入部１ｍと空隙部１ｄとの連結部の径方向の寸法を、永久磁石６の厚さの最小値（公差を考慮した）より小さくすることにより、永久磁石６が永久磁石挿入部１ｍから空隙部１ｄにはみ出すことなく位置決めすることができる。

図６に示すように、回転子鉄心２ｃの長孔状の永久磁石挿入穴１ａの永久磁石６が挿入される永久磁石挿入部１ｍが、永久磁石６が挿入されない周方向両端の空隙部１ｄよりも径方向外側に所定長さずらしてもよい。この場合も、永久磁石６が挿入される永久磁石挿入部１ｍと空隙部１ｄは連通している。

以上の説明では、回転子２の軸方向全体の電磁鋼板１における永久磁石挿入穴１ａの永久磁石挿入部１ｍを空隙部１ｄに対し径方向にずらすようにしたが、電磁鋼板１全体ではなく、少なくとも永久磁石６の位置決めができる所定距離離れた二枚に施してもよい。この場合、空隙部１ｄは軸方向で位置が一致しないところが生じるが、特に問題はない。但し、一枚の電磁鋼板１に径方向にずれた永久磁石挿入部１ｍを施すのは、永久磁石６と端板３との間に隙間があり、且つ電磁鋼板１の板厚が０．２〜０．５ｍｍと薄くガタツキが生じるので不可。

また、永久磁石挿入部１ｍを永久磁石６が挿入さていない空隙部１ｄより内側、外側に配置することにより、空隙部１ｄの径方向の幅を大きくすることが可能であり（例えば、図７参照）、永久磁石６の径方向の幅によらず、空隙部１ｄの径方向の幅を大きくすることが可能である。

実施の形態２．
図８乃至図１１は実施の形態２を示す図で、図８は永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図、図９は突起のない部分の回転子の断面図、図１０は突起のある部分の回転子の断面図、図１１は突起に代えて薄肉部を有する回転子の断面図である。

図８に示すように、実施の形態２の回転子２は、電磁鋼板１の永久磁石挿入穴１ａに突起（後述）があるものと、突起がないものとを組み合わせている。図８の例は、軸方向両端の数枚の電磁鋼板１は突起があり、軸方向中央部の電磁鋼板１は突起がない。

突起のない軸方向中央部の回転子２の断面は図９のようになり、永久磁石挿入穴１ａ内で永久磁石６は位置決めされていない。

永久磁石固定用突起１ｅを永久磁石挿入穴１ａに設けた電磁鋼板１で構成される部分の断面を図１０に示す。図１０では、永久磁石固定用突起１ｅを永久磁石挿入穴１ａの内側の長辺（周方向の辺）に２個設ける。そして、永久磁石固定用突起１ｅにより、空隙部１ｄと永久磁石挿入部１ｍとを仕切る。永久磁石固定用突起１ｅの間隔は、永久磁石６の周方向長さとほぼ同じにする。永久磁石固定用突起１ｅを永久磁石挿入穴１ａの外側の長辺に２個設けてもよい。

通常、永久磁石固定用突起１ｅは、回転子２の電磁鋼板１全体に施すのが一般的であるが、特に小型モータのような空隙部１ｄの間隔が狭い場合、永久磁石固定用突起１ｅにより磁束漏れが生じ、特性を悪化させる原因となる。その磁束漏れを最小限とするため、その永久磁石固定用突起１ｅを積層される電磁鋼板１の数枚に施すことにより、磁束漏れの影響が小さくなり、特性の悪化を防ぐことができる。

また、永久磁石固定用突起１ｅを設けた電磁鋼板１の最小の枚数は二枚であり（但し、その二枚は所定の距離離れている）、二枚にすることで磁束の漏れが最小限となる。

また、永久磁石固定用突起１ｅのある電磁鋼板１を配置する位置は図８に示すように軸方向両端とは限らず、所定の間隔を置いて回転子２のどの位置に配置してもよい。

図１１に永久磁石挿入部１ｍと永久磁石６が挿入されない空隙部１ｄを完全に分離する薄肉部１ｆを持つ回転子２の断面図を示す。小型モータのように空隙部１ｄの間隔が小さい時は、永久磁石固定用突起１ｅが製作不可能な場合がある。そのような場合には、完全に永久磁石挿入部１ｍと空隙部１ｄを分離するような薄肉部１ｆを持つ電磁鋼板１とする。薄肉部１ｆの周方向幅は、電磁鋼板１の板厚程度（０．２〜０．５ｍｍ）が好ましい。

回転子２全体に、図１１に示す薄肉部１ｆを持った電磁鋼板１を配置すると、磁束の漏れが大きくなり特性が悪化する。そこで、図８に示す回転子２の突起が存在する電磁鋼板１の部分に、図１１に示す薄肉部１ｆが存在する電磁鋼板１を使用することにより、薄肉部１ｆで永久磁石６の位置決めを行いながら、磁束の漏れを少なくすることが可能である。

この場合も、薄肉部１ｆを設けた電磁鋼板１の最小の枚数は二枚であり（但し、その二枚は所定の距離離れている）、二枚にすることで磁束の漏れが最小限となる。

実施の形態３．
図１２乃至図１７は実施の形態３を示す図で、図１２は永久磁石位置決め前の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図、図１３は永久磁石位置決め前の永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図、図１４は下部回転子鉄心を回転させて永久磁石を位置決めした永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図、図１５は永久磁石埋込型モータの上部回転子の断面図、図１６は下部回転子の断面図、図１７は図１４のＤ−Ｄ断面図である。

図１２に示すように、通常、永久磁石挿入部１ｍに対して永久磁石６は小さめに製作され、永久磁石６を永久磁石挿入部１ｍに確実に挿入可能な寸法としている。しかし、永久磁石６の寸法が小さいため、永久磁石６と永久磁石固定用突起１ｅとの間に隙間があり、運転中に永久磁石挿入部１ｍ内を永久磁石６が動き、騒音の原因となる。

そこで、図１３に示すように、回転子鉄心２ｃを上部回転子鉄心２ａ（回転子鉄心ブロックの一例）と下部回転子鉄心２ｂ（回転子鉄心ブロックの一例）とに分ける。上部回転子鉄心２ａと下部回転子鉄心２ｂは、夫々電磁鋼板同士がカシメ又は接着又は溶接等により軸方向に固定されている。上部回転子鉄心２ａと下部回転子鉄心２ｂとの間は固定されていない。このような上部回転子鉄心２ａと下部回転子鉄心２ｂとを重ね合わせ永久磁石６を永久磁石挿入部１ｍに挿入する。

図１４に示すように、上部回転子鉄心２ａを固定したまま、下部回転子鉄心２ｂを永久磁石６が上部回転子鉄心２ａの永久磁石固定用突起１ｅと、下部回転子鉄心２ｂの永久磁石固定用突起１ｅに完全に接触するまで周方向に対して回転をさせる。

そのようにして永久磁石６が位置決めされた、リベット固定前の回転子２の断面は、図１５、図１６のようになる。図１５に示すように、上部回転子鉄心２ａでは各永久磁石６が夫々の永久磁石挿入部１ｍ内で、反時計方向に移動して永久磁石固定用突起１ｅに当接して位置決めされている。

また、図１６に示すように、下部回転子鉄心２ｂでは各永久磁石６が夫々の永久磁石挿入部１ｍ内で、時計方向に移動して永久磁石固定用突起１ｅに当接して位置決めされている。

図１７は図１４のＤ−Ｄ断面図である。上部回転子鉄心２ａの永久磁石固定用突起１ｅにより、永久磁石６の一端側を押さえ、下部回転子鉄心２ｂの永久磁石固定用突起１ｅにより永久磁石６の他端側を押さえることにより、永久磁石６は永久磁石固定用突起１ｅにより位置決めされる。これにより、永久磁石６の永久磁石挿入部１ｍ内での移動による運転中の騒音を低減することができる。

また、下部回転子鉄心２ｂを永久磁石挿入部１ｍと永久磁石６との隙間を埋めるように回転させるため、段スキュー（永久磁石６を軸に対し傾斜して配置する）と同様の効果を得ることができ、コギングトルク低減、トルクリプル低減が可能である。また、意図的に永久磁石挿入部１ｍと永久磁石６との隙間を大きくし、下部回転子鉄心２ｂの回転角度を大きく取り、段スキューの効果をより一層発生させることも可能である。

尚、上記の説明では、上部回転子鉄心２ａと下部回転子鉄心２ｂの全ての電磁鋼板１の永久磁石挿入穴１ａに永久磁石固定用突起１ｅが形成されているとしたが、上部回転子鉄心２ａと下部回転子鉄心２ｂ夫々の少なくとも一枚の電磁鋼板１に永久磁石固定用突起１ｅが形成されていればよい。

また、図１３に示す回転子鉄心２ｃは上部回転子鉄心２ａと、下部回転子鉄心２ｂとに二分割したが、三分割以上とすることも可能である。三分割以上としたときは、一つ以上の回転子鉄心を固定し、一つ以上の回転子鉄心を回転させることにより、永久磁石固定用突起１ｅに永久磁石６を当接させ、永久磁石を位置決めすることが可能である。

また、電磁鋼板同士が軸方向にカシメ又は接着又は溶接等により固定されていない回転子鉄心においても、上部の一部を固定し、下部の一部を回転させることにより永久磁石挿入部１ｍと永久磁石６との一方の隙間を埋め、永久磁石６の位置決めを行うことが可能である。また、固定する箇所が上部でなくても、回転子の一部であればよく、また、回転させる場所も下部でなく、固定した部分以外であれば、永久磁石６を永久磁石固定用突起１ｅに当接させて、固定することが可能である。このとき、上部の固定される一部の少なくとも一枚の電磁鋼板１に永久磁石固定用突起１ｅが形成され、下部の回転される一部の少なくとも一枚の電磁鋼板１に永久磁石固定用突起１ｅが形成されていればよい。

実施の形態４．
図１８、図１９は実施の形態４を示す図で、図１８は永久磁石固定前の永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図、図１９は永久磁石固定後の永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。
通常、図１８に示すように、永久磁石挿入穴１ａに対して永久磁石６は小さめに製作されており、永久磁石６を永久磁石挿入穴１ａに確実に挿入可能な寸法としている。しかし、永久磁石６の寸法が小さいため、永久磁石６と永久磁石挿入穴１ａの径方向に隙間１ｇが発生する。この隙間１ｇが存在するため、永久磁石６は位置決めされていない状態となり、運転中に永久磁石６が移動し、騒音の原因となる。

そこで、図１９に示すように、永久磁石挿入穴１ａに永久磁石６を挿入後、外力を回転子２外部から径方向に加えることにより、その隙間１ｇを埋めることが可能である。また、永久磁石６が電磁鋼板１により押えられるため、運転中に永久磁石６が動くことがないため、騒音が低減する。

実施の形態５．
図２０乃至図２３は実施の形態５を示す図で、図２０は永久磁石が挿入されていない永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図、図２１は永久磁石の断面図、図２２は永久磁石挿入穴１ａに突出部が存在し、永久磁石が挿入されていない永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図、図２３は永久磁石挿入穴１ａに別の突出部が存在し、永久磁石が挿入されていない永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。

永久磁石６は通常耐水性、耐湿性を高めるため、コーティングが施される。永久磁石６の厚さは、永久磁石材料６ａの厚さｔｐと、コーティング６ｂの厚さｔｃとに分けることができ、永久磁石６の厚さはｔｐ＋２ｔｃとなる（図２１参照）。図２０に示す永久磁石挿入穴１ａの幅（回転子の径方向）Ａに対してｔｐ＜Ａ＜ｔｐ＋２ｔｃとすることにより、永久磁石挿入穴１ａに永久磁石６を圧入して挿入することになる。また、Ａ＞ｔｐのため、永久磁石材料６ａは圧入しても削れることなく、コーティング６ｂのみに傷がつき、圧入することができる。永久磁石６を圧入することにより、永久磁石６の位置決めと保持することが可能であり、特別な位置決め装置を必要とせず永久磁石６の位置決めが可能である。

また、図２２に示すように、各永久磁石挿入穴１ａの長手方向の２辺の一部に対向する凹凸形状の突出部１ｈを設けてもよい。このときの突出部１ｈ間の距離Ｂをｔｐ＜Ｂ＜ｔｐ＋２ｔｃとすることにより、突出部１ｈにより永久磁石６が圧入され、また、突出部１ｈ間の距離Ｂをｔｐよりも大きくしているため、永久磁石材料６ａが削れることなく永久磁石６を位置決めすることが可能である。永久磁石挿入穴１ａに永久磁石６を圧入する場合に、永久磁石挿入穴１ａの長手方向の２辺の一部に永久磁石６が接触するだけであるから、圧入を容易に行える。

また、図２３には別の形態の突出部１ｋを示す。平面状の突出部１ｋが、永久磁石挿入穴１ａの長手方向の２辺の一部に対向するように設けられる。突出部１ｋを平面にすることにより、圧入する面積が大きくなるため、より強固に永久磁石６を保持することが可能である。

実施の形態６．
図２４乃至図２８は実施の形態６を示す図で、図２４は永久磁石埋込型モータの回転子の断面図、図２５は端板３の平面図、図２６は永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図、図２７は変形例の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図、図２８は他の変形例の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。

実施の形態１乃至実施の形態５では、回転子２は、積層された電磁鋼板１と、永久磁石６を挿入するための永久磁石挿入穴１ａと、永久磁石挿入穴１ａまたは永久磁石挿入部１ｍに挿入された永久磁石６と、磁束の漏れを防ぐための空隙部１ｄと、回転子２の軸方向端面に装着された端板３と、端板３を固定するための非磁性体のリベット４とを備える。通常リベット４を通すリベット挿入穴１ｂは回転子２の中心部などの磁束の妨げにならず、また、空隙部１ｄ、永久磁石挿入穴１ａと同じ位置にならないように施される。

本実施の形態では、図２４に示すように、非磁性体のリベット４が空隙部１ｄ内を通るように端板３にリベット固定用穴３ｂを設け（図２５参照）、また、挿入されたリベット４間の距離を永久磁石６の幅とほぼ同じにすることにより、永久磁石固定用突起１ｅや薄肉部１ｆを設けることなく、端板固定用のリベット４により永久磁石６も固定することができる。端板３は図２５に示すように、空隙部１ｄ内をリベット４が通り、永久磁石６を２個のリベット４で位置決めできるようにリベット固定用穴３ｂを設けるが、シャフト５が通るシャフト挿入穴３ａも中心付近に設けられる。このような構成の回転子２の外観は、図２６に示すようになる。

また、図２７に示すようにリベット４の径が空隙部１ｄの径方向幅よりも大きい場合は、空隙部１ｄの形状をリベット４の形状と合わせることにより、リベット４を空隙部１ｄ内に挿入することが可能であり、永久磁石６の位置決めを行うことができる。

リベット４が磁性体の場合、空隙部１ｄ内にリベット４が存在すると、磁束がリベット４を通り、磁束の漏れが生じる。そのため、端板３を固定するリベット４が磁性体の場合、図２８に示すように、リベット４を空隙部１ｄに対して内側（回転子２中心側）に埋込み、リベット４の一部が空隙部１ｄ内に突出するようにすることにより、磁束の漏れを最小限にし、さらに、永久磁石６をリベット４により固定することが可能である。また、磁性体のリベット４を外側（回転子２外周側）に埋込み、リベット４の一部が空隙部１ｄ内に突出するようにしても、内側に埋込んだと同様の効果を得ることができる。また、リベット４は非磁性体で構成してもよく、リベット４が磁性体のときより磁束の漏れが減り、永久磁石６をリベット４により固定することが可能である。

実施の形態７．
図２９乃至３２は実施の形態７を示す図で、図２９は永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図、図３０は永久磁石埋込型モータの回転子の断面図、図３１、図３２は図３０のＡ−Ａ断面図である。
図２９、図３０に示すように、回転子２は、積層された電磁鋼板１と、永久磁石６を挿入するための永久磁石挿入穴１ａと、永久磁石挿入穴１ａに挿入される永久磁石６と、磁束の漏れを防ぐための空隙部１ｄと、回転子鉄心２ｃの軸方向端面に装着される端板３０と、端板３０を固定するための磁性体または非磁性体のリベット４とを備える。

図３１に示すように、端板３０の電磁鋼板１と合わせられる面に、永久磁石固定用切り起し部３０ｃ（永久磁石固定用突出部の一例）を設け、その永久磁石固定用切り起し部３０ｃが磁束の漏れを防ぐ空隙部１ｄ内に収まるように構成する。その端板３０の永久磁石固定用切り起し部３０ｃを、リベット４で回転子鉄心２ｃを固定した状態において、永久磁石６の周方向両端を押えるような構造とする。このような構造にすると、端板３０を固定すると同時にリベット４により永久磁石６を固定することが可能である。

端板３０の永久磁石固定用切り起し部３０ｃを空隙部１ｄ内に収まる事により永久磁石６の位置決めを行うので、回転子鉄心２ｃの電磁鋼板１の形状は従来のままで、金型を変更することなく永久磁石６の位置決めを行うことができる。また、端板３０の永久磁石固定用切り起し部３０ｃを、回転子２両端面のどちらかの端板３０のみに設けることでも、永久磁石６の保持が可能である。

また、図３２に示すように、永久磁石固定用切り起し部３０ｃに代えて、プレス成形により形成される永久磁石固定用凸部３０ｄ（永久磁石固定用突出部の一例）としてもよい。これにより、同様の効果を奏する。

一般的な永久磁石埋込型モータの回転子を示す図で、電磁鋼板の平面図である。 一般的な永久磁石埋込型モータの回転子を示す図で、回転子の斜視図である。 一般的な永久磁石埋込型モータの回転子を示す図で、回転子の断面図である。 実施の形態１を示す図で、電磁鋼板１の平面図である。 実施の形態１を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態１を示す図で、別の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態１を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。 実施の形態２を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図である。 実施の形態２を示す図で、突起のない部分の回転子の断面図である。 実施の形態２を示す図で、突起のある部分の回転子の断面図である。 実施の形態２を示す図で、突起に代えて薄肉部を有する回転子の断面図である。 実施の形態３を示す図で、永久磁石位置決め前の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態３を示す図で、永久磁石位置決め前の永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図である。 実施の形態３を示す図で、下部回転子を回転させて永久磁石を位置決めした永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図である。 実施の形態３を示す図で、永久磁石埋込型モータの上部回転子の断面図である。 実施の形態３を示す図で、下部回転子の断面図である。 実施の形態３を示す図で、図１４のＤ−Ｄ断面図である。 実施の形態４を示す図で、永久磁石固定前の永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。 実施の形態４を示す図で、永久磁石固定後の永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。 実施の形態５を示す図で、永久磁石が挿入されていない永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。 実施の形態５を示す図で、永久磁石の断面図である。 実施の形態５を示す図で、永久磁石挿入穴１ａに突出部が存在し、永久磁石が挿入されていない永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。 実施の形態５を示す図で、永久磁石挿入穴１ａに別の突出部が存在し、永久磁石が挿入されていない永久磁石埋込型モータの回転子の部分拡大断面図である。 実施の形態６を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態６を示す図で、端板３の平面図である。 実施の形態６を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図である。 実施の形態６を示す図で、変形例の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態６を示す図で、他の変形例の永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態７を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の斜視図である。 実施の形態７を示す図で、永久磁石埋込型モータの回転子の断面図である。 実施の形態７を示す図で、図３０のＡ−Ａ断面図である。 実施の形態７を示す図で、図３０のＡ−Ａ断面図である。

符号の説明

１ 電磁鋼板、１ａ 永久磁石挿入穴、１ｂ リベット挿入穴、１ｃ シャフト挿入穴、１ｄ 空隙部、１ｅ 永久磁石固定用突起、１ｆ 薄肉部、１ｇ 隙間、１ｈ 突出部、１ｋ 突出部、１ｍ 永久磁石挿入部、２ 回転子、２ａ 上部回転子鉄心、２ｂ 下部回転子鉄心、２ｃ 回転子鉄心、３ 端板、３ａ シャフト挿入穴、３ｂ リベット固定用穴、４ リベット、５ シャフト、６ 永久磁石、６ａ 永久磁石材料、６ｂ コーティング、３０ 端板、３０ｃ 永久磁石固定用切り起し部、３０ｄ 永久磁石固定用凸部。

Claims (14)

1. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
   この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
   この永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
   前記永久磁石挿入穴内の前記空隙部の間に該空隙部に連通して形成され、前記電磁鋼板の少なくとも所定距離離れた二枚においては、該空隙部に対して径方向に所定距離ずれて配設される永久磁石挿入部と、
   この永久磁石挿入部に挿入される永久磁石と、
   前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
2. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
   この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
   この永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
   前記電磁鋼板の少なくとも所定距離離れた二枚に設けられ、各空隙部の前記永久磁石挿入穴側の端部に形成された径方向に突出する永久磁石固定用突起と、
   これらの永久磁石固定用突起の間に形成される永久磁石挿入部と、
   この永久磁石挿入部に挿入される永久磁石と、
   前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
3. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
   この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
   この永久磁石挿入穴の周方向両端部付近に形成される空隙部と、
   前記電磁鋼板の少なくとも所定距離離れた二枚に設けられ、前記永久磁石挿入穴を前記空隙部と永久磁石挿入部とに分離する薄肉部と、
   前記永久磁石挿入部に挿入される永久磁石と、
   前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
4. 前記回転子鉄心を、少なくとも一枚の前記電磁鋼板は前記永久磁石固定用突起を有する複数の電磁鋼板が結合固定された回転子鉄心ブロックに分割し、前記永久磁石挿入部に前記永久磁石を挿入後、少なくとも一つの前記回転子鉄心ブロックを固定し、少なくとも他の一つの前記回転子鉄心ブロックを周方向に回転させ、前記永久磁石の周方向両端部を前記永久磁石固定用突起に当接させて前記永久磁石を位置決めすることを特徴とする請求項２記載の永久磁石埋込型モータの回転子。
5. 前記電磁鋼板同士が結合されていない前記回転子鉄心の前記永久磁石挿入部に前記永久磁石を挿入後、前記回転子鉄心の少なくとも一枚の前記電磁鋼板は前記永久磁石固定用突起を有する一部を固定して、他の少なくとも一枚の前記電磁鋼板は前記永久磁石固定用突起を有する一部を周方向に回転させ、前記永久磁石の周方向両端部を前記永久磁石固定用突起に当接させて前記永久磁石を位置決めすることを特徴とする請求項２記載の永久磁石埋込型モータの回転子。
6. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
   この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
   この永久磁石挿入穴の中央部付近に、径方向の隙間を有して挿入される永久磁石と、
   前記永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
   前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備え、前記永久磁石挿入穴に前記永久磁石を挿入後、外部から前記回転子鉄心の前記永久磁石挿入穴に対向する外周部に外力を加え、前記隙間を無くして前記永久磁石を前記永久磁石挿入穴に固定することを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
7. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
   この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
   この永久磁石挿入穴の中央部付近に圧入され、永久磁石材料の表面にコーティングが施された永久磁石と、
   前記永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
   前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備え、
   前記永久磁石材料の径方向の厚さをｔｐ、前記コーティングの厚さをｔｃ、前記永久磁石挿入穴の径方向の幅をＡとしたとき、ｔｐ＜Ａ＜ｔｐ＋２ｔｃの関係を満たすことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
8. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
   この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状で、長手方向の２辺の一部に対向して突出部を形成した永久磁石挿入穴と、
   この永久磁石挿入穴の中央部付近に、前記突出部に接触しながら圧入され、永久磁石材料の表面にコーティングが施された永久磁石と、
   前記永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
   前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなる非磁性体の端板とを備え、
   前記永久磁石材料の径方向の厚さをｔｐ、前記コーティングの厚さをｔｃ、前記永久磁石挿入穴の前記突出部間の距離をＢとしたとき、ｔｐ＜Ｂ＜ｔｐ＋２ｔｃの関係を満たすことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
9. 前記突出部を凹凸形状で構成したことを特徴とする請求項８記載の永久磁石埋込型モータの回転子。
10. 前記突出部を前記永久磁石との接触面を平面で構成したことを特徴とする請求項８記載の永久磁石埋込型モータの回転子。
11. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
    この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
    この永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
    各空隙部の前記永久磁石挿入穴側の端部に挿入される非磁性体のリベットと、
    これらのリベットの間に挿入される永久磁石と、
    前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなり、前記リベットで固定される非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
12. 前記空隙部の前記リベットを通す部分の形状を、該リベットの形状に合わせたことを特徴とする請求項１１記載の永久磁石埋込型モータの回転子。
13. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
    この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
    この永久磁石挿入穴の周方向両端部に形成される空隙部と、
    各空隙部の前記永久磁石挿入穴側の端部に、該空隙部より径方向にずれて挿入されるリベットと、
    これらのリベットの間に挿入される永久磁石と、
    前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなり、前記リベットで固定される非磁性体の端板とを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。
14. 複数枚の電磁鋼板が積層される回転子鉄心と、
    この回転子鉄心に軸方向に貫通して設けられ、周方向に長い長孔状の永久磁石挿入穴と、
    この永久磁石挿入穴内の周方向両端部に形成される空隙部と、
    前記回転子鉄心の両端部に設けられ、前記永久磁石の抜け止めとなり、リベットで固定される非磁性体の端板と、
    この端板の少なくとも一方の前記回転子鉄心と接触する面に立設され、各空隙部の前記永久磁石挿入穴側の端部に挿入されて前記永久磁石の位置決めとなる永久磁石固定用突出部とを備えたことを特徴とする永久磁石埋込型モータの回転子。

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