JP2000278899A

JP2000278899A - 回転電機の永久磁石付き回転子

Info

Publication number: JP2000278899A
Application number: JP11081731A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Noda; 伸一野田; Eiji Shimomura; 英二霜村; Junichi Tsuda; 純一津田; Sukeyasu Mochizuki; 資康望月; Takashi Nishizawa; 隆志西沢
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1999-03-25
Filing date: 1999-03-25
Publication date: 2000-10-06

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構造で電磁力のｎ次高調波成分による
磁気騒音を低減できるようにする。【解決手段】回転子鉄心１４は、磁極の外周半径ｒ
と、その外周半径ｒの中心と回転子１２の中心とのずれ
量ａとの比ｒ／ａが−０．００９７ｎ^３＋０．４２６
ｎ^２−６．２７８ｎ＋３６を満足するように外周面が
湾曲形成されている。但し、ｎは回転子鉄心１４と固定
子鉄心１６との間の空隙で発生する電磁力のうち低減目
標とするｎ次高調波成分である。このような構成によ
り、鉄心間空隙に発生する電磁力のうち騒音源となって
いる高調波成分による騒音を低減することが分ったの
で、斯様な形状に磁極を形成することにより、回転電機
から発生する騒音を効果的に低減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、円筒状の回転子鉄
心に複数の磁極を形成するように板状の永久磁石を設け
た回転電機の永久磁石付き回転子に関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図１０は回転電機を示
している。この図１０において、回転軸１に装着された
回転子２は固定子３（固定子巻線は省略）の内周に回転
可能に配置されている。この回転子２は、回転子鉄心４
の各磁極の形成部位に板状の永久磁石５を挿入して構成
されており、各永久磁石５は隣同士でＳ極とＮ極とが交
互となるように回転子鉄心４の半径方向に着磁されてい
る。この場合、回転子鉄心４の外周と固定子鉄心６の内
周との鉄心間空隙は全体にわたって均一となっている。

【０００３】このように従来の構成では、内周が円形で
ある固定子鉄心６に対して、外周が円形である回転子鉄
心４を組合わせているため、鉄心間空隙の間隔は全周に
わたって一定となり、周上の何れの部位であっても磁気
抵抗の差は小さい。このため、鉄心間空隙の磁束密度分
布は永久磁石５の配置に依存されることになり、矩形波
波形に近似する。このため、鉄心間空隙の磁束密度が大
きく変化することになり、トルク脈動、磁気振動及び磁
気騒音を発生するという欠点を有する。

【０００４】この欠点を除去するための手段として、特
公昭６３−１４６４４号公報のものでは、図１１に示す
ように回転子鉄心７と固定子鉄心８との間の鉄心間空隙
を大きく設けると共に、回転子鉄心７の磁極の外周を弓
型に湾曲形成することを提案している。これは、磁極の
外周を弓形に湾曲形成することにより、鉄心間空隙に形
成される磁束密度分布を矩形波波形から正弦波波形に近
似させ、トルク脈動、磁気振動及び磁気騒音を低減する
ことを狙いとしている。

【０００５】ところが、このように磁極の外周を湾曲形
状に形成するにしても、実際には、必ずしもこれらの問
題を解決できていないのが実情である。そこで、騒音の
発生要因を究明するために、回転子鉄心７の磁極の外周
湾曲に対する電磁力と騒音との関係を究明した結果、問
題となる騒音は、電磁力のｎ次高調波成分の周波数と構
造系の固有振動数との共振現象が原因で大きくなること
が確認できた。その内容を具体的に説明すると、騒音の
発生メカニズムは、固定子巻線電流を流すことにより磁
束が生じ、その磁束から電磁力が鉄心間空隙に作用し、
この電磁力により構造系の固定子鉄心が振動して騒音放
射となる。この場合、電磁力としては運転周波数に応じ
て発生するものに加えてｎ次高調波成分によるものも発
生することから、そのｎ次高調波成分による電磁力と固
定子鉄心の共振現象に着目する必要がある。

【０００６】要するに、回転子の回転に寄与する電磁力
の成分は、回転子の円周方向であるのに対し、振動を引
起こす電磁力は主に回転子の半径方向に作用するので、
鉄心間空隙の磁束密度分布を正弦波波形とすることだけ
に着目していても騒音は低減できないことが分った。特
に、鉄心間空隙の磁束密度分布は回転子を駆動するため
のトルクを発生するもので円周方向に作用する電磁力が
主であるものの、騒音の原因は、回転子の半径方向に作
用する電磁力が主であることから、電磁力の高調波成分
に着目する必要がある。

【０００７】ここで、電磁力のｎ次高調波成分による騒
音発生に関する具体的事例を説明する。図１２は、イン
バータ運転の運転周波数ｆ＝０〜２４０Ｈz を５分間で
スイープ運転させ、騒音レベルであるオーバー・オール
値を記録したものである。この図１２において、横軸に
運転周波数ｆを示し、縦軸に騒音レベルを示している。
この図１２から分るように、ｆ＝１８０Ｈz 付近で大き
な騒音ピークが現れている点が問題である。

【０００８】一方、図１３は運転周波数ｆ＝１８０Ｈz
に固定し、騒音の周波数分析を行った結果を示してい
る。この結果から、騒音の顕著周波数は１４４０Ｈz で
あることが確認できた。この顕著周波数は運転周波数ｆ
＝１８０Ｈz の８倍成分である。また、構造系の固有振
動数の測定結果から固定子鉄心が楕円形に変形する構造
系の固有振動数がｆ＝１４４０Ｈz に存在することが分
った。つまり、大きな騒音ピークの原因は、運転周波数
ｆの８倍成分と固有振動数とが一致した共振現象である
ことが分る。

【０００９】図１４は上述した共振現象の発生を説明す
るためのものである。この図１４は、横軸に運転周波数
ｆを示し、縦軸に騒音発生周波数を示している。また、
図中の横軸の太い実線は構造系の固有振動数を示してい
る。この図１４から、運転周波数ｆに対して電磁力のｎ
次高調波成分が発生し、固有振動数ｆｎと一致したとき
に黒丸印で示す騒音が発生している。この場合、騒音の
大きさを黒丸印の大きさで示している。この図１４から
理解できるように、インバータ運転の場合は、運転周波
数ｆが可変となるため、共振現象は避けることができ
ず、共振点での騒音低減は困難であるものの、騒音を低
減する手段としては、（１）固有振動数ｆｎを電磁力の
高調波成分がない周波数まで離調する。（２）構造系に
粘性のある材料を用いて減衰機能をもたせる。（３）共
振する周波数のｎ次高調波成分の電磁力そのものを低減
させるなどが考えられる。

【００１０】図１５は、上述した騒音発生メカニズムを
検証するために、回転電機のサイズ、つまり固有振動数
の異なるものを用いて、運転周波数０〜２４０Ｈz でス
イープ運転させ、騒音レベルのオーバーオール値を記録
したものである。この機種においては、ｆ＝１２０Ｈz
及び２４０Ｈz に大きな騒音ピークが現れている。この
ｆ＝２４０Ｈz において運転周波数を固定させ、周波数
分析を行った結果、図１６に示すように４次高調波成分
の９６０Ｈz のスペクトルが大きいことが分った。これ
は、図１７に示すように構造系の固有振動数ｆｎ＝９６
０Ｈz と電磁力の４次高調波成分の９６０Ｈz とが一致
した共振現象であることが分る。また、同図において運
転周波数ｆ＝１２０Ｈz においても８次高調波成分によ
る電磁力と９６０Ｈz の固有振動数とが一致して大きな
騒音ピークとなっていることが分る。

【００１１】以上の結果から分るように、特公昭６３−
１４６４４号公報で記述されているように鉄心間空隙の
磁束密度分布を正弦波波形に近似させるだけでは必ずし
も問題は解決されず、それに加えて、共振現象を引起こ
す電磁力のｎ次高調波成分を低減するような回転子鉄心
の形状が必要となる。

【００１２】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構造で電磁力のｎ次高調波成分
による磁気騒音を低減できるようにした回転電機の永久
磁石付き回転子を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、回転子鉄心に
複数の磁極を形成するように板状の永久磁石を設けた回
転電機の永久磁石付き回転子において、前記回転子鉄心
の外周は、磁極の外周半径ｒと、この外周半径ｒの中心
からのズレ量ａとの比ｒ／ａが次式で表される湾曲形状
に形成されていることを特徴とする回転電機の永久磁石
付き回転子。ｒ／ａ＝−０．００９７ｎ^３＋０．４２６ｎ^２−
６．２７８ｎ＋３６但し、ｎは回転子鉄心と固定子鉄心との間の鉄心間空隙
で発生する電磁力のうち騒音低減目標とするｎ次高調波
成分である（請求項１）。

【００１４】本発明者による検証の結果、磁極の外周半
径ｒと、この外周半径ｒの中心からのズレ量ａとの比ｒ
／ａが−０．００９７ｎ^３＋０．４２６ｎ^２−６．
２７８ｎ＋３６という式を満足するように回転子鉄心の
外周形状を形成することにより、鉄心間空隙に発生する
電磁力のうち騒音源となっている電磁力の高調波成分に
よる騒音を低減することが分ったので、斯様な形状に磁
極を形成することにより、回転電機から発生する騒音を
効果的に低減することができる。

【００１５】上記構成において、比ｒ／ａの許容最大ず
れの比率は±１．０％以内であるのが望ましい（請求項
２）。上記式で求められる比ｒ／ａの許容最大ずれの比
率が±１．０％以内のときに騒音レベルが最小となり、
それ以上となると騒音レベルが増大することが分ったの
で、このような構成を採用することにより、回転電機の
騒音を効果的に低減することができる。

【００１６】また、騒音低減目標とするｎ次高調波成分
は、２≦ｎ≦１６の偶数である（請求項３）。回転電機
の騒音に影響する電磁力の周波数成分は、周波数分析か
ら、ｎ＝２，４，６，８，１０，１２高調波成分である
ことが分ったので、このような構成を採用することによ
り、全体の騒音を効果的に低減することができる。

【００１７】また、永久磁石は、磁極の外周半径ｒと回
転子鉄心の中心からの距離ｂとの比ｒ／ｂが１．２から
１．４までの位置に設けられているのが望ましい（請求
項４）。

【００１８】回転子に作用する電磁力の波形を高調波成
分が含まれていない正弦波波形に近似するには、鉄心間
空隙に形成される磁束密度分布が正弦波波形となるよう
に永久磁石の位置を設定すればよい。この場合、回転子
中心からの永久磁石の位置が近すぎる場合（ｒ／ｂが大
きい場合）は、一つの永久磁石から発生する磁束は、隣
り合う別の永久磁石の影響を大きく受けるため、永久磁
石隣接部において鉄心間空隙の磁束密度が大きくなる。
このため、鉄心間空隙における磁束密度分布は正弦波波
形から大きくずれる結果となる。

【００１９】一方、永久磁石の位置が回転子中心から遠
い場合（ｒ／ｂが小さい場合）は、隣り合う永久磁石同
士が離れ過ぎるため、永久磁石付近での磁束密度は小さ
くなり過ぎる。このため、鉄心間空隙における磁束密度
分布は正弦波波形から大きくずれる結果となる。

【００２０】従って、鉄心間空隙の磁束密度を正弦波波
形に近似させて、電磁力の高調波成分を抑制するのに最
適な比ｒ／ｂは１．２〜１．４となることが分ったの
で、このような構成を採用することにより、回転電機の
騒音を一層低減することができる。

【００２１】また、永久磁石間に、これら間に磁束が通
じることを阻止する補助永久磁石を設けるようにしても
よい（請求項５）。このような構成によれば、回転子鉄
心の永久磁石間に磁束が通じることは補助永久磁石によ
り阻止することができるので、永久磁石から発生する磁
束は無駄なく回転子を回す電磁力として作用させること
ができ、トルクを高めることができる。

【００２２】また、永久磁石は、長尺方向が磁極中心の
接線方向に対して２〜４度傾斜するようにしてもよい
（請求項６）。このような構成によれば、ｎ次高調波成
分の偶数倍成分を低減することができるので、奇数倍成
分が増加するにしても、エネルギー的には小さいことか
ら、回転電機の騒音を効果的に低減することができる。

【００２３】

【発明の実施の形態】（第１の実施例）以下、本発明の
第１の実施例を図１乃至図６を参照して説明する。図２
は回転電機を概略的に示している。この図２において、
回転軸１１に装着された回転子１２は固定子１３（固定
子巻線は省略）の内周に回転可能に配置されている。こ
の回転子１２は、回転子鉄心１４の各磁極の形成部位に
板状の永久磁石１５を挿入して構成されており、各永久
磁石１５は隣同士でＳ極とＮ極とが交互となるように回
転子鉄心１４の半径方向に着磁されている。この場合、
回転子鉄心１４の外周と固定子鉄心１６の内周との間に
は鉄心間空隙が形成されている。

【００２４】図１は上記回転子鉄心１４を示している。
この図１において、回転子鉄心１４は、磁極の外周半径
ｒと、その外周半径ｒの中心と回転子１２の中心とのず
れ量ａとの比ｒ／ａが次式を満足するように外周面が湾
曲形成されている。

【００２５】ｒ／ａ＝−０．００９７ｎ^３＋０．４２
６ｎ^２−６．２７８ｎ＋３６但し、ｎは回転子鉄心１４と固定子鉄心１６との間の空
隙で発生する電磁力のうち低減目標とするｎ次高調波成
分である。この場合、比ｒ／ａの許容最大ずれの比率は
１．０％以内、ｎは２≦ｎ≦１６の偶数としている。

【００２６】さて、上述したような形状に回転子鉄心１
４を形成した理由を説明する。発明が解決しようとする
課題で説明したように鉄心間空隙の磁束密度分布が正弦
波波形となるように回転子の磁極を湾曲形状に形成した
だけでは騒音を低減することはできないことから、磁極
の外周半径ｒと、その外周半径ｒの中心と回転子１２の
中心とのずれ量ａとの比ｒ／ａをパラメータとして騒音
が低減する形状を見出だすため、モデルを作り検証する
と共に、磁束解析から電磁力を計算し、電磁力の発生成
分の周波数分析を行い、電磁力のｎ次高調波成分を低減
させることを検討した。電磁力の計算は、図３に示す有
限要素法による磁束解析から求めるもので、電磁力は、
鉄心間空隙における固定子１３側と回転子１２側に起因
する高調波磁束の相互作用により発生するものである。

【００２７】ここで、電磁力は、高調波磁束からマック
スウェルの応力により次式のようにして求めることがで
きる。

【００２８】

【数１】

【００２９】従って、有限要素法による磁束密度分布か
ら直接電磁力を求めることができるので、電磁力につい
ても磁束密度の場合と同様に、空間成分と回転子１２を
回転させたときの時間成分を計算し、それぞれフーリエ
解析により周波数分析を行う。

【００３０】図４はこのようにして求めた電磁力の計算
結果である。この図４から、従来と比較して、８次高調
波成分が大きく低減していることが分る。これらの電磁
力成分に基づいてマックスウェルの応力の振動の計算を
行う。

【００３１】一方、構造系の固有振動数は、簡易式によ
る固定子鉄心１６の固有振動数を計算する。この計算式
は、円環の固有振動数を基本として、ティース及び巻線
を付加質量として扱ったものであり、今日では、設計段
階で一般に用いられているものである。

【００３２】

【数２】

【００３３】従って、構造系の固定子鉄心１６の固有振
動数が計算できれば、共振するどの電磁力のｎ次高調波
成分を低減すれば効果的であるかが予測できる。

【００３４】図５は実験によって、磁極の外周半径ｒ
と、その外周半径ｒの中心と回転子１２の中心とのずれ
量ａとの比ｒ／ａをパラメータとして変え、各ｎ次高調
波成分が最大限に低減する結果を示している。この図５
から、８次高調波成分が最も低減するのは、ｒ／ａ＝
７．５である。また、４次高調波成分はｒ／ａ＝１７．
０で最も低減し、２次高調波成分はｒ／ａ＝２５．０で
最も低減する。

【００３５】以上の関係をまとめた結果を検討して次式
を得た。ｒ／ａ＝−０．００９７ｎ^３＋０．４２６ｎ^２−
６．２７８ｎ＋３６この関係は、例えばｎ＝８の場合に８次高調波成分のみ
が低減するのではなく、その整数倍成分である１６，３
２，……高調波成分も数％であるが低減される傾向にあ
ることを示している。

【００３６】図６は８次高調波成分を低減するためにｒ
／ａ＝７．５でもって構成した図１に示す回転子１２を
インバータ運転の運転周波数ｆ＝０〜２４０Ｈz を５分
間スイープ運転させ、騒音レベルのオーバーオール値を
記録したものである。この図６から、従来問題となって
いた運転周波数ｆ＝１８０Ｈz 近傍の騒音ピークが現れ
ているものの、従来に比較して効果的に低減されている
のが分る。

【００３７】また、上記数１においてｒ／ａの許容最大
ずれの比率を±１．０％以内に設定したのは、図５に示
すｒ／ａとｎ次数の関係に基づくものであり、±１．０
％以内のときに騒音レベルが最小となるが、それ以上と
なると騒音レベルが増大するからである。

【００３８】また、上記数１においてｎ次高調波成分
を、２≦ｎ≦１６の偶数であると設定したのは、騒音に
影響する電磁力の周波数成分の現象から分ることである
が、周波数分析結果から、ｎ＝２，４，６，８，１０，
１２，１４，１６高調波成分が主に発生しているからで
ある（図１３参照）。また、騒音で耳障りとされていた
のは数百Ｈz から数千Ｈz であり、ｎ次高調波成分は、
２≦ｎ≦１６の整数がこの範囲内となるからである。こ
のことから、騒音を低減するには、前記次数を対象とし
た。

【００３９】このような実施例によれば、回転子鉄心１
４の磁極の形状を、所定のｎ次電磁力成分と構造系固有
振動数との共振状態での振動応答が小さくなるように工
夫したので、鉄心間空隙の磁束密度分布を単に正弦波波
形に近似させただけの従来例のものと違って、簡単な構
造でｎ次高調波成分の磁気騒音を低減して、回転電機全
体の騒音を効果的に低減することができる。

【００４０】（第２の実施例）次に本発明の第２の実施
例を図７を参照して説明する。この第２の実施例は、回
転子鉄心１４に設けられている永久磁石１５の位置を規
定したことに特徴を有する。即ち、回転子鉄心１４の永
久磁石１５の位置は、回転子１２の中心からの距離ｂと
磁極の外周半径ｒとの比ｒ／ｂが１．２〜１．４となる
ように設定されている。

【００４１】さて、回転子１２に発生する電磁力を高調
波成分が含まれていない正弦波波形に近似させるには、
鉄心間空隙に形成される磁束密度分布が正弦波波形とな
ればよい。これを達成しようした場合、永久磁石１５の
位置が重要となる。

【００４２】ここで、回転子１２の中心からの永久磁石
１５の位置が近すぎる場合（ｒ／ｂが大きい場合）、一
つの永久磁石１５から発生する磁束は、隣り合う別の永
久磁石１５の影響を大きく受けるため、永久磁石１５の
隣接部において鉄心間空隙の磁束密度が大きくなる。こ
のため、鉄心間空隙における磁束密度分布は正弦波波形
から大きくずれる結果となる。

【００４３】一方、永久磁石１５の位置が回転子１２の
中心から遠い場合（ｒ／ｂが小さい場合）は、隣り合う
永久磁石１５同士が離れ過ぎるため、永久磁石１５付近
での磁束密度は小さくなり過ぎる。このため、鉄心間空
隙における磁束密度分布は正弦波波形から大きくずれる
結果となる。

【００４４】以上の結果から、鉄心間空隙の磁束密度を
正弦波波形に近似させ、電磁力の高調波成分を抑制する
のに最適な比ｒ／ｂは１．２〜１．４であることが判明
した。但し、本実施例では、第１の実施例で説明した数
１を満足する場合のみ騒音を効果的に低減することがで
きる。

【００４５】この第２の実施例によれば、回転子鉄心１
４に設けられた永久磁石１５の位置を規定することによ
り、鉄心間空隙における磁束密度分布を正弦波波形に近
似させるようにしたので、トルク脈動、磁気振動及び磁
気騒音を効果的に低減して、全体の騒音を一層低減する
ことができる。

【００４６】（第３の実施例）次に本発明の第３の実施
例を図８を参照して説明する。この第３の実施例は、回
転子からの磁束漏れを低減したことに特徴を有する。

【００４７】即ち、回転子を示す図８において、回転子
鉄心１４において永久磁石１５間（磁極間）には補助永
久磁石１７が挿入されている。この補助永久磁石１７
は、当該補助永久磁石１７を挟む永久磁石１５が形成す
る磁界を打消すように設けられている。このように補助
永久磁石１７を配置することにより、回転子鉄心１４の
内部を通じて隣合う永久磁石１５間に磁束が通じてしま
うことを防ぐことができる。

【００４８】この第３の実施例によれば、回転子鉄心１
４の内部を通じて隣合う永久磁石１５間に磁束が通じて
しまうことが防止できるので、永久磁石１５から発生す
る磁束は無駄なく回転子１２を回転させる電磁力として
作用することになり、回転トルクを高めることができ
る。

【００４９】また、回転子鉄心１４に補助永久磁石１７
を取付けることで、さらに鉄心間空隙における磁束密度
分布を高調波成分を含まない正弦波波形に近似させるこ
とも可能となり、一層の騒音低減が実現できる。

【００５０】（第４の実施例）次に本発明の第４の実施
例を図９を参照して説明する。この第４の実施例は、回
転子の永久磁石の配置を工夫した点に特徴を有する。即
ち、回転子を示す図９において、板状の永久磁石１５の
長尺方向角度θを回転子鉄心１６の磁極中心の接線方向
に対してθ＝２〜４度に傾斜させて設定している。この
ように永久磁石１５を傾斜させて配置することにより、
電磁力のｎ次高調波成分のうち３，５，７……の奇数倍
の高調波成分が増加する一方で、その分だけ、２，４，
６，８……の偶数倍の高調波成分が低減させることがで
きることが分っている。

【００５１】従って、偶数倍の電磁力成分を低減するこ
とができるので、構造系の固有振動数との共振現象を回
避して、騒音を低減することができる。この場合、奇数
倍の高調波成分が増加するにしても、エネルギ的には小
さいことから騒音を効果的に低減することができる。

【００５２】この第４の実施例によれば、長尺状の永久
磁石１５の配置方向を工夫することにより、電磁力の偶
数倍の高調波成分を低減するようにしたので、ｎ次高調
波成分による騒音を低減して、全体の騒音低減を実現す
ることができる。

【００５３】本発明は、上記実施例に限定されるもので
はなく、次のように変形または拡張できる。騒音低減と
なる目標の電磁力のｎ次高調波成分としては、８次に限
定されることなく、２次、４次、１０次、１２次を騒音
低減となる目標の電磁力のｎ次高調波成分として回転子
鉄心の磁極形状を求めるようにしてもよい。アウタロー
タ形の回転電機に適用するようにしてもよい。

【００５４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の回転電機の磁石付き回転子によれば、回転子鉄心の外
周を、磁極の外周半径ｒとこの外周半径ｒの中心からの
ズレ量ａとの比ｒ／ａが所定式で規定された湾曲形状に
形成するようにしたので、電磁力のｎ次高調波成分を低
減して、簡単な構造で電磁力のｎ次高調波成分による磁
気騒音を低減できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例における回転子を示す図

【図２】回転電機を概略的に示す図

【図３】有限要素法による磁束解析を示す図

【図４】電磁力の周波数分析を示す図

【図５】ｎ次高調波成分が最大限に低減する場合の比ｒ
／ａを示す図

【図６】騒音のオーバーオール値を示す図

【図７】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図８】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図９】本発明の第４の実施例を示す図１相当図

【図１０】従来例を示す図２相当図

【図１１】その他の従来例を示す図２相当図

【図１２】図６相当図

【図１３】騒音の周波数分析結果を示す図

【図１４】電磁力のｎ次高調波成分と構造系の固有振動
数との関係を示す図

【図１５】騒音のオーバーオール値を示す図

【図１６】騒音の周波数分析結果を示す図

【図１７】電磁力のｎ次高調波成分と構造系の固有振動
数との関係を示す図

【符号の説明】

１２は回転子、１３は固定子、１４は回転子鉄心、１５
は永久磁石、１６は固定子鉄心、１７は補助永久磁石で
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者津田純一三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地株式会社東芝三重工場内 (72)発明者望月資康三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地株式会社東芝三重工場内 (72)発明者西沢隆志三重県三重郡朝日町大字繩生2121番地株式会社東芝三重工場内Ｆターム(参考） 5H622 AA03 CA02 CA05 CA13 CB03 CB05 PP03 PP10 PP16 PP19 QB02 QB05

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転子鉄心に複数の磁極を形成するよう
に板状の永久磁石を設けた回転電機の永久磁石付き回転
子において、前記回転子鉄心の外周は、磁極の外周半径ｒと、この外
周半径ｒの回転子中心からのズレ量ａとの比ｒ／ａが次
式で表される湾曲形状に形成されていることを特徴とす
る回転電機の永久磁石付き回転子。ｒ／ａ＝−０．００９７ｎ^３＋０．４２６ｎ^２−
６．２７８ｎ＋３６但し、ｎは回転子鉄心と固定子鉄心との間の鉄心間空隙
で発生する電磁力のうち騒音低減目標とするｎ次高調波
成分である。
【請求項２】比ｒ／ａの許容最大ずれの比率は±１．
０％以内であることを特徴とする請求項１記載の回転電
機の永久磁石付き回転子。
【請求項３】騒音低減目標とするｎ次高調波成分は、
２≦ｎ≦１６の偶数であることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の回転電機の永久磁石付き回転子。
【請求項４】永久磁石は、磁極の外周半径ｒと回転子
鉄心の中心からの距離ｂとの比ｒ／ｂが１．２から１．
４までの位置に設けられていることを特徴とする請求項
１乃至３の何れかに記載の回転電機の永久磁石付き回転
子。
【請求項５】永久磁石間には、これらの間に磁束が通
じることを阻止する補助永久磁石が備えられていること
を特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の回転電機
の永久磁石付き回転子。
【請求項６】永久磁石は、長尺方向が磁極中心の接線
方向に対して２〜４度傾斜していることを特徴とする請
求項１乃至５の何れかに記載の回転電機の永久磁石付き
回転子。