JP2001314052A

JP2001314052A - 同期電動機のロータ構造

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Publication number: JP2001314052A
Application number: JP2000290683A
Authority: JP
Inventors: Yutaro Kaneko; 雄太郎金子; Shinichiro Kitada; 真一郎北田; Toshio Kikuchi; 俊雄菊池; Munekatsu Shimada; 宗勝島田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2000-02-25
Filing date: 2000-09-25
Publication date: 2001-11-09
Also published as: US6441524B2; EP1128522A1; US20010017499A1

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、ロータに設けられたＶ字型形状の
永久磁石による漏れ磁束の発生を低減することができ、
かつ、出力の増加に寄与することができる同期電動機の
ロータ構造を提供することにある。【解決手段】隣り合う永久磁石と略対面する２つの内
部斜面１９と、ロータの外周面に対面する２つの外周平
行面２３とを永久磁石１５に設け、内部斜面の両端がロ
ータの中心点となす第１の角度αと、外周平行面の両端
がロータの中心点となす第２の角度βとの角度比率ηを
所定値（４０〜８０％）に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｖ字型形状の永久
磁石を有するロータ構造に関し、特に、永久磁石による
漏れ磁束の発生を低減することができる同期電動機のロ
ータ構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、同期電動機のロータ構造として
は、例えば平成１１年電気学会産業応用部門大会におい
て、「ＥＶ用モータの新技術」（論文番号Ｓ９−２）と
題して、同期電動機のロータに用いる永久磁石をＶ字型
形状に設定する技術についての報告があった。

【０００３】この従来の技術では、図１７に示すよう
に、ロータ５０１内部にＶ字型形状の永久磁石５０３を
有しており、Ｖ字型形状の永久磁石５０３の外周方向に
突起した端部５０５同士が回転軸５０７の中心点５０９
となす角度α、幅５１１、外周面５１３と対面する平行
面５１５の面積等を変更することで、同期電動機の出力
と強度を満足する形状を求めている。

【０００４】一般に用いられている長方形状の永久磁石
（図示せず）や、かまぼこ形状の永久磁石（図示せず）
と比較して、図１７に示すＶ字形状の永久磁石では、外
周面５１３と対面する平行面５１５の面積が増えるの
で、ロータの回転作用に有効な有効磁束φを増加するこ
とができ、かつ、平行面５１５と外周面５１３との間に
磁性鋼板５１７が存在するため、逆突極比が増加すると
いう２つの作用により同期電動機の出力を増加すること
ができるという利点を有するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１７
に示すような従来の永久磁石のＶ字形状では、平行面５
１５と外周面５１３との間の磁性鋼板５１７の幅が小さ
いため、同一永久磁石５０３内に張り合わされた隣りの
磁極に磁性鋼板５１７を介して漏れ磁束φｍが発生し、
同期電動機の回転に寄与する有効磁束φが低減して出力
の増加分が少なくなるといった問題があった。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたもので、
その目的としては、ロータに設けられたＶ字型形状の永
久磁石による漏れ磁束の発生を低減することができ、か
つ、出力の増加に寄与することができる同期電動機のロ
ータ構造を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
上記課題を解決するため、ロータ内部に設けられた複数
の永久磁石が、外周方向に対してＶ字型形状を有する同
期電動機のロータ構造において、前記永久磁石は、隣り
合う永久磁石と略対面する２つの内部斜面と、前記ロー
タの外周面に対面する２つの外周平行面とを有し、前記
内部斜面の両端がロータの中心点となす第１の角度と、
前記外周平行面の両端がロータの中心点となす第２の角
度との角度比率を所定値に設定することを要旨とする。

【０００８】請求項２記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記角度比率は、４０％〜８０％としたことを
要旨とする。

【０００９】請求項３記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記永久磁石は、２つの内部斜面が交わる頂点
から外周方向に２分割され、分割部分に磁性鋼板からな
るブリッジ部を設けたことを要旨とする。

【００１０】請求項４記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記永久磁石は、２つの外周平行面の間に三角
形状の空気層を設けたことを要旨とする。

【００１１】請求項５記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記空気層は、前記ロータの外周面に対面する
面を外周面とほぼ平行の円弧状とすることを要旨とす
る。

【００１２】請求項６記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記永久磁石は、前記内部斜面と外周平行面が
交わる端点を切断した端面を設けたことを要旨とする。

【００１３】請求項７記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記永久磁石の端面は、端面に沿って平行に空
気層を端面に設けたことを要旨とする。

【００１４】請求項８記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記永久磁石は、２つの内部斜面が交わる頂点
を通るロータの法線と直交する線分で該頂点を切断する
底面を設けたことを要旨とする。

【００１５】請求項９記載の発明は、上記課題を解決す
るため、前記永久磁石は、前記外周平行面の間で前記ロ
ータの外周面に略対面する２つの外部斜面がなす第１の
交角と、前記内部斜面がなす第２の交角とは異なること
を要旨とする。

【００１６】請求項１０記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記永久磁石の外周平行面は、前記ロータの
外周面にほぼ平行な円弧状とすることを要旨とする。

【００１７】請求項１１記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記ロータの外周面に、ロータに対して締め
付け力を与える補強用のスリーブを設けたことを要旨と
する。

【００１８】請求項１２記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記ロータの外周面と前記永久磁石の外周平
行面との間に確保された磁性鋼板の薄肉部の外周部に、
前記スリーブの締め付け力によってロータの径方向内方
に押されることで前記薄肉部に局部的な圧迫力を加える
非磁性体製のバーを設けたことを要旨とする。

【００１９】請求項１３記載の発明は、上記課題を解決
するため、前記バーの両端を、前記ロータの軸方向両端
に設けたエンドプレートに固定したことを要旨とする。

【００２０】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、隣り合
う永久磁石と略対面する２つの内部斜面と、ロータの外
周面に対面する２つの外周平行面とを永久磁石に設け、
内部斜面の両端がロータの中心点となす第１の角度と、
外周平行面の両端がロータの中心点となす第２の角度と
の角度比率を所定値に設定することで、ロータに設けら
れたＶ字型形状の永久磁石による漏れ磁束の発生を低減
することができ、かつ、出力の増加に寄与することがで
きる。

【００２１】また、請求項２記載の本発明によれば、角
度比率は、４０％〜８０％としたことで、ロータに設け
られたＶ字型形状の永久磁石による漏れ磁束の発生を低
減することができ、角度比率を４０％未満又は８０％よ
り大きくした場合よりも、出力の増加に寄与することが
できる。

【００２２】また、請求項３記載の本発明によれば、２
つの内部斜面が交わる頂点から外周方向に２分割され、
分割部分に磁性鋼板からなるブリッジ部を永久磁石に設
けたことで、ロータの強度を飛躍的に向上することがで
き、同期電動機の高回転化、小型化に寄与することがで
きる。

【００２３】また、請求項４記載の本発明によれば、永
久磁石は、２つの外周平行面の間に三角形状の空気層を
設けたことで、ロータの重量を軽減することができ、強
度が向上し、同期電動機の高回転化、小型化に寄与する
ことができる。また、磁束が流れない空気層の大きさと
位置に応じて磁束の流れを調整することができる。

【００２４】また、請求項５記載の本発明によれば、空
気層は、ロータの外周面に対面する面を外周面とほぼ平
行の円弧状とすることで、さらにロータの重量を低減す
ることができ、強度向上に寄与することができる。

【００２５】また、請求項６記載の本発明によれば、内
部斜面と外周平行面が交わる端点を切断した端面を永久
磁石に設けたことで、永久磁石の厚さを調整でき、同一
永久磁石内の隣り合う磁極により磁性鋼板内を流れる漏
れ磁束を低減することができ、出力−トルク特性を良好
とすることができる。

【００２６】また、請求項７記載の本発明によれば、永
久磁石の端面に沿って平行に空気層を設けたことで、漏
れ磁束の流れを調整して、漏れ磁束を低減することがで
き、さらに、出力−トルク特性を良好とすることができ
る。

【００２７】また、請求項８記載の本発明によれば、２
つの内部斜面が交わる頂点を通るロータの法線と直交す
る線分で該頂点を切断する底面を永久磁石に設けたこと
で、回転軸と永久磁石との間に磁束が集中することを防
止することができ、出力−トルク特性を良好とすること
ができる。

【００２８】また、請求項９記載の本発明によれば、永
久磁石は、外周平行面の間でロータの外周面に略対面す
る２つの外部斜面がなす第１の交角と、内部斜面がなす
第２の交角とは異なることで、第１の交角を第２の交角
よりも鈍角に設定した場合には、永久磁石の使用量を増
大させ磁束数を増加することができ、出力−トルク特性
の増加に寄与することができる。また、第１の交角を第
２の交角よりも鋭角に設定することで、永久磁石の使用
量を低減することができ、コスト低減に寄与することが
でき、かつ、磁性鋼板の使用量が相対的に増えるので、
ロータ強度の向上に寄与することができる。

【００２９】また、請求項１０記載の本発明によれば、
永久磁石の外周平行面は、ロータの外周面にほぼ平行な
円弧状とすることで、漏れ磁束をより低減することがで
き、出力−トルク特性の向上に寄与することができる。
また、外周平行面の形状変化が少ないため、応力の集中
が起きにくいので、ロータの強度を増加することができ
る。

【００３０】また、請求項１１記載の本発明によれば、
ロータの外周面に補強用のスリーブを設けることで、ロ
ータの強度を向上させることができ、モータの高回転化
が可能となる。また、今までロータの強度を確保してい
た部分、例えば、永久磁石の外周平行部とロータ外周面
との間に確保していた磁性鋼板の薄肉部や永久磁石の最
深部に確保していた磁性鋼板のブリッジ部の寸法を薄く
または狭くすることが可能となり、その部位での漏れ磁
束を減らすことができ、それにより出力−トルク特性を
良好とすることができる。

【００３１】また、請求項１２記載の本発明によれば、
永久磁石の外周平行部とロータ外周面との間に確保して
いる磁性鋼板の薄肉部を非磁性体製のバーによって圧迫
することで、薄肉部に局部的な応力を発生させることが
できる。従って、応力の発生により磁束の通りを悪化さ
せることができて、漏れ磁束を減らすことができ、それ
により出力−トルク特性を良好とすることができる。

【００３２】また、請求項１３記載の発明によれば、非
磁性体のバーを、ロータの両端に設けたエンドプレート
で支持するので、ロータの強度を増加させることがで
き、モータの高回転化が可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００３４】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ１１の構成を示す図である。

【００３５】ロータ１１は、外周方向に設けられている
ステータ（図示せず）の内部で、ステータから与えられ
る回転磁束に対して、永久磁石１５に反力を発生させ、
回転軸１３を中心に回転するように構成されている。

【００３６】このロータ１１は、永久磁石１５を取り付
け可能なスペースを空けた磁性鋼板１７が紙面に対して
垂直方向に積層されており、このスペースに永久磁石１
５を例えば２極対だけ挿入して取り付けられている。

【００３７】この永久磁石１５は、隣り合う永久磁石１
５と略対面する２つの内部斜面１９と、ロータ１１の外
周面２１に対面する２つの外周平行面２３と、外周平行
面２３の間でロータ１１の外周面２１に略対面する２つ
の外部斜面２５とを有するＶ字形状をなしている。

【００３８】また、永久磁石１５は、２つの内部斜面１
９が交わる内部頂点２７と、２つの外部斜面２５が交わ
る外部頂点２９と、内部斜面１９と外周平行面２３とが
交わる２つの端点３１と、外周平行面２３と外部斜面２
５とが交わる２つの交点３３とを有している。

【００３９】さらに、ロータ１１の中心点３５を通るＸ
Ｘ軸上に１極対からなる永久磁石１５が取り付けられて
おり、このＸＸ軸と直交するＹＹ軸上に他の１極対から
なる永久磁石１５が取り付けられている。

【００４０】なお、ロータ１１に設けられた磁性鋼板１
７と回転軸１３とを接続する面を内周面３７と呼ぶこと
とする。

【００４１】また、図１に示すように、内部斜面１９の
両端に位置する内部頂点２７と端点３１とがロータの中
心点３５となす角度を第１角度αと呼び、外周平行面２
３の両端に位置する端点３１と交点３３とロータの中心
点３５となす角度を第２角度βと呼ぶこととする。

【００４２】さらに、本実施の形態では、図１に示すよ
うに、２極対のロータ１１を有する同期電動機について
説明するが、ロータに設けられる永久磁石の極対数に制
限を与えるものではなく、少なくとも１つ以上の極対数
を有するロータであればよい。

【００４３】ここで、図１を参照して、内部斜面１９の
両端がロータの中心点３５となす第１角度αと、外周平
行面２３の両端がロータの中心点３５となす第２角度β
との角度比率ηを求めると、 η＝（β／α）×１００％ …（１）となる。

【００４４】次に、図２に、永久磁石１５の内部斜面１
９と外周平行面２３とを変更して角度比率ηを変えた場
合の出力−トルク特性グラフを示す。

【００４５】次に、図３に、一定トルク（１７ｋｇｆ
ｍ）のときに角度比率ηを変化させて得られる出力変化
の特性グラフを示す。

【００４６】図３に示すように、この角度比率ηを４０
〜８０％に設定することで、出力−トルク特性が増加す
ることが理解できる。

【００４７】このように、隣り合う永久磁石と略対面す
る２つの内部斜面１９と、ロータの外周面に対面する２
つの外周平行面２３とを永久磁石１５に設け、内部斜面
の両端がロータの中心点となす第１の角度αと、外周平
行面の両端がロータの中心点となす第２の角度βとの角
度比率ηを所定値（４０〜８０％）に設定することで、
ロータに設けられたＶ字型形状の永久磁石による漏れ磁
束の発生を低減することができ、かつ、出力の増加に寄
与することができる。

【００４８】（第２の実施の形態）図４は、本発明の第
２の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ４１の構成を示す図である。

【００４９】本実施の形態の特徴は、図４に示す永久磁
石４３のように、図１に示す永久磁石１５に対して、２
つの内部斜面１９が交わる内部頂点２７からＸＸ軸又は
ＹＹ軸上で外周方向に２分割した構成であり、分割部分
に磁性鋼板からなるブリッジ部４５を設けたことにあ
る。

【００５０】このように、２つの内部斜面１９が交わる
内部頂点２７から外周方向に２分割され、分割部分に磁
性鋼板１７からなるブリッジ部４５を永久磁石４３に設
けたことで、ロータの強度を飛躍的に向上することがで
き、同期電動機の高回転化、小型化に寄与することがで
きる。

【００５１】（第３の実施の形態）図５は、本発明の第
３の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ５１の構成を示す図である。

【００５２】本実施の形態の特徴は、図５に示すよう
に、２つの外周平行面２３の間に三角形状の空気層５３
を設けたことにある。すなわち、２つの外部斜面２５と
外周面２１の間に三角形状の空気層５３を設けたことに
ある。

【００５３】このように、永久磁石１５と外周面２１の
間に三角形状の空気層５３を設けたことで、ロータ５１
の重量を軽減することができ、強度が向上し、同期電動
機の高回転化、小型化に寄与することができる。また、
磁束が流れない空気層５３の大きさと位置に応じて磁束
φの流れを調整することができ、出力−トルク特性に影
響を及ぼすことはない。

【００５４】（第４の実施の形態）図６は、本発明の第
４の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ５１の構成を示す図である。

【００５５】本実施の形態の特徴は、図６に示す空気層
６３のように、図５に示す空気層５３に対して、ロータ
６１の外周面２１に対面する面を外周面２１とほぼ平行
の円弧状の円弧面６５とすることにある。

【００５６】このように、三角形状の空気層６３の外周
面２１に対面する面を円弧状にすることで、さらにロー
タの重量を低減することができ、強度向上に寄与するこ
とができる。

【００５７】（第５の実施の形態）図７は、本発明の第
５の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ７１の構成を示す図である。

【００５８】本実施の形態の特徴は、図７に示す永久磁
石７３のように、図１に示す永久磁石１５に対して、内
部斜面１９と外周平行面２３が交わる端点３１を切断し
た端面７５を設けたことにある。すなわち、図７に示す
ように、内部斜面７７と外周平行面７９との間に端面７
５を設けたことにあり、永久磁石７３の端部にほぼ直径
方向に平行であり、かつ、ロータ７１の外周面２１に垂
直となる端面７５を設けたことにある。

【００５９】このように、永久磁石７３に端面７５を設
けることで、永久磁石７３の厚さを調整でき、同一永久
磁石７３内の隣り合う磁極により磁性鋼板内を流れる漏
れ磁束φｍを低減することができ、出力−トルク特性を
増大することができる。

【００６０】（第６の実施の形態）図８は、本発明の第
６の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ８１の構成を示す図である。

【００６１】本実施の形態の特徴は、図８に示す永久磁
石７３の端面７５のように、図７に示す端面７５に対し
て、端面７５に平行に空気層８３を設けたことにある。
すなわち、磁性鋼板８５は、永久磁石７３の端面７５に
接する部位から空気層８３分の磁性鋼板を削除したこと
にある。

【００６２】このように、磁束が流れない空気層８３を
端面７５に沿って設けることで、漏れ磁束φｍの流れを
調整し、漏れ磁束φｍを低減することができ、さらに、
出力−トルク特性を増加することができる。

【００６３】（第７の実施の形態）図９は、本発明の第
７の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応可
能なロータ９１の構成を示す図である。

【００６４】ロータ９１の内径と外径の差が十分にある
同期電動機では、永久磁石の配置、寸法は大きな問題と
ならない。しかし、実際の制作上ではロータの内径と外
径の差は充分に取れないことが考えられ、上述した実施
の形態では、永久磁石と回転軸の間の磁性鋼板の寸法が
少なくなり、永久磁石による磁束が回転軸方向に集中
し、出力−トルク特性に影響を及ぼすことが考えられ
る。

【００６５】本実施の形態の特徴は、図９に示す永久磁
石９３のように、図１に示す永久磁石１５に対して、２
つの内部斜面１９が交わる内部頂点２７を通るロータの
法線（ＸＸ軸又はＹＹ軸）と直交する線分で該内部頂点
２７を切断する底面９５を設けたことにある。すなわ
ち、図９に示すように、磁性鋼板９７は、永久磁石９３
の底面９５に接する部位まで磁性鋼板を延長したことに
あり、さらに、回転軸９９の径を大きく設定して、増加
した径分の磁性鋼板を削除したことにある。

【００６６】このように、永久磁石９３に底面９５を設
け、回転軸９９と底面９５の間に配置される磁性鋼板９
７を増加させることで、回転軸９９と永久磁石９３との
間に磁束が集中することを防止することができ、出力−
トルク特性を増加することができる。

【００６７】（第８の実施の形態）図１０は、本発明の
第８の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応
可能なロータ１０１の構成を示す図である。

【００６８】本実施の形態の特徴は、図１０に示す永久
磁石１０３ように、２つの外周平行面２３の間で外周面
２１に略対面する２つの外部斜面１０５がなす第１交角
θｏと、２つの内部斜面１０７がなす第２交角θｉに対
して、 θｏ＜θｉと設定することにある。

【００６９】このように、第１交角θｏを第２交角θｉ
よりも小さくに設定することで、永久磁石１０３の使用
量を低減することができ、コスト低減に寄与することが
できる。また、磁性鋼板１０９の使用量が相対的に増え
るので、ロータ強度の向上に寄与することができる。

【００７０】（第９の実施の形態）図１１は、本発明の
第９の実施の形態に係る同期電動機のロータ構造が適応
可能なロータ１１１の構成を示す図である。

【００７１】本実施の形態の特徴は、図１１に示す永久
磁石１０３のように、図１０に示す永久磁石１０３に対
して、 θｏ＞θｉと設定することにある。

【００７２】このように、第１交角θｏを第２交角θｉ
よりも大きくに設定することで、永久磁石１０３の使用
量を増大させ磁束数を増加することができ、出力−トル
ク特性の増加に寄与することができる。

【００７３】なお、上述した第１〜第９の実施の形態に
おいては、ロータの外周面に対面する外周平行面の形状
を直線として扱ってきたが、本発明はこのような場合に
のみ限定されるものではなく、外周平行面の形状を外周
方向に突起した円弧状とすることで、漏れ磁束をより低
減することができ、出力−トルク特性の向上に寄与する
ことができる。また、外周平行面の形状変化が少ないた
め、応力の集中が起きにくいので、ロータの強度を増加
することができる。

【００７４】（第１０の実施の形態）図１２は、本発明
の第１０の実施の形態に係る同期電動機のローラ構造が
適応可能なロータ２０１の構成を示す図である。

【００７５】本実施の形態の特徴は、図１２に示すよう
に、図１に示したロータの外周面２１に、ロータに対し
て締め付け力を与える補強用の非磁性体製スリーブ２０
２を設けたことにある。このスリーブ２０２は、積層し
た磁性鋼板１７の外周に、例えばケプラーまたはカーボ
ンの帯を巻き付けたり、非磁性ステンレスの円管を嵌合
したりすることで構成することができる。

【００７６】このように、ロータの外周面２１に補強用
のスリーブ２０２を設けることで、ロータの強度を向上
させることができ、モータの高回転化が可能となる。

【００７７】（第１１の実施の形態）図１３は、本発明
の第１１の実施の形態に係る同期電動機のローラ構造が
適応可能なロータ２１１の構成を示す図である。

【００７８】本実施の形態の特徴は、図１３に示すよう
に、図４に示したロータの外周面２１に、ロータに対し
て締め付け力を与える補強用の非磁性体製スリーブ２０
２を設けたことにある。この場合、前述したように、ロ
ータの外周面２１にスリーブ２０２を設けることで、ロ
ータの強度を向上することが可能となるので、図４のも
のと比べて、ロータの強度を確保するために設けてい
た、永久磁石４３の外周平行面２３とロータ外周面２１
との間の磁性鋼板の薄肉部２０３、および、永久磁石４
３の最深部に位置するブリッジ部４５の寸法を減らすこ
とが可能となり、これらの部位を通して漏れていた磁束
を減らすことができて、同期電動機の出力−トルク特性
を向上させることができる。

【００７９】（第１２の実施の形態）図１４は、本発明
の第１２の実施の形態に係る同期電動機のローラ構造が
適応可能なロータ２２１の構成を示す図である。

【００８０】本実施の形態の特徴は、図１４に示すよう
に、図１３に示した永久磁石４３の外周平行面２３とロ
ータ外周面２１との間の磁性鋼板の薄肉部２０３を削除
し、外周に露出した永久磁石４３の外周平行面２３に対
して、直接スリーブ２０２を巻き付けたことにある。こ
のように磁性鋼板の薄肉部２０３を削除することで、当
該部位を通して漏れていた磁束を無くすことができ、同
期電動機の出力−トルク特性を向上させることができ
る。

【００８１】（第１３の実施の形態）図１５は、本発明
の第１３の実施の形態に係る同期電動機のローラ構造が
適応可能なロータ２３１の構成を示す図である。

【００８２】本実施の形態の特徴は、図１５に示すよう
に、図１２に示したロータの外周面２１と永久磁石１５
の外周平行面２３との間に確保されている磁性鋼板の薄
肉部２０３の外周部に、スリーブ２０２の締め付け力に
よってロータの径方向内方に押されることで前記薄肉部
２０３に局部的な圧迫力を加える非磁性体製（例えばプ
ラスチック製）のバー２３２をそれぞれ配置したことに
ある。

【００８３】このように、磁性鋼板の薄肉部２０３がス
リーブ２０２の締め付け力によってバー２３２を介して
局部的に圧迫されることで、この部位の磁気特性が変化
し、磁束が流れにくくなる。従って、それにより、磁性
鋼板の薄肉部２０２を通して漏れていた磁束を減らすこ
とができ、同期電動機の出力−トルク特性を向上させる
ことができる。

【００８４】（第１４の実施の形態）図１６は、本発明
の第１４の実施の形態に係る同期電動機のローラ構造が
適応可能なロータ２４１の構成を示す図である。

【００８５】本実施の形態の特徴は、図１６に示すよう
に、図１５に示した各バー２３２の両端を、ロータの軸
方向両端に設けたエンドプレート２４２に固定したこと
にある。

【００８６】このように、エンドプレート２４２によっ
てバー２３２の両端を支持することで、ロータの強度が
一層向上することになり、同期電動機の高回転化に寄与
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータ１１の構成を示す図であ
る。

【図２】永久磁石の内部斜面と外周平行面とを変更して
角度比率ηを変えた場合の出力−トルク特性グラフを示
す。

【図３】一定トルクのときに角度比率ηを変化させて得
られる出力変化の特性グラフを示す。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図である。

【図６】本発明の第４の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図である。

【図７】本発明の第５の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図である。

【図８】本発明の第６の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図である。

【図９】本発明の第７の実施の形態に係る同期電動機の
ロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図である。

【図１０】本発明の第８の実施の形態に係る同期電動機
のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１１】本発明の第９の実施の形態に係る同期電動機
のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１２】本発明の第１０の実施の形態に係る同期電動
機のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１３】本発明の第１１の実施の形態に係る同期電動
機のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１４】本発明の第１２の実施の形態に係る同期電動
機のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第１３の実施の形態に係る同期電動
機のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１６】本発明の第１４の実施の形態に係る同期電動
機のロータ構造が適応可能なロータの構成を示す図であ
る。

【図１７】ロータ内部にＶ字型形状の永久磁石を有する
従来の技術である。

【符号の説明】

１１ロータ１５永久磁石１３回転軸１７磁性鋼板１９内部斜面２１外周面２３外周平行面２５外部斜面２７内部頂点２９外部頂点３３交点３５中心点３７内周面４１ロータ４３永久磁石４５ブリッジ部５１ロータ５３空気層６１ロータ６３空気層６５円弧面７１ロータ７３永久磁石７５端面７７内部斜面７９外周平行面８１ロータ８３空気層８５磁性鋼板９１ロータ９３永久磁石９５底面９７磁性鋼板９９回転軸１０１ロータ１０３永久磁石１０５外部斜面１０７内部斜面１０９磁性鋼板１１１ロータ２０１，２１１，２２１，２３１，２４１ロータ２０２スリーブ２０３磁性鋼板の薄肉部２３２バー２４２エンドプレート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｋ 1/22 Ｈ０２Ｋ 1/22 Ａ (72)発明者菊池俊雄神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内 (72)発明者島田宗勝神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地日産自動車株式会社内Ｆターム(参考） 5H002 AA02 AA09 AB04 AB07 AB08 AC03 AC08 AE07 AE08 5H622 AA03 CA02 CA13 CB01 CB04 CB05 PP03 PP07 PP10 PP14 PP16 PP17

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ロータ内部に設けられた複数の永久磁石
が、外周方向に対してＶ字型形状を有する同期電動機の
ロータ構造において、前記永久磁石は、隣り合う永久磁石と略対面する２つの内部斜面と、前記ロータの外周面に対面する２つの外周平行面とを有
し、前記内部斜面の両端がロータの中心点となす第１の角度
と、前記外周平行面の両端がロータの中心点となす第２
の角度との角度比率を所定値に設定することを特徴とす
る同期電動機のロータ構造。
【請求項２】前記角度比率は、４０％〜８０％としたことを特徴とする請求項１記載の
同期電動機のロータ構造。
【請求項３】前記永久磁石は、２つの内部斜面が交わる頂点から外周方向に２分割さ
れ、分割部分に磁性鋼板からなるブリッジ部を設けたこ
とを特徴とする請求項１または２に記載の同期電動機の
ロータ構造。
【請求項４】前記永久磁石は、２つの外周平行面の間に三角形状の空気層を設けたこと
を特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の同期電動
機のロータ構造。
【請求項５】前記空気層は、前記ロータの外周面に対面する面を外周面とほぼ平行の
円弧状とすることを特徴とする請求項４に記載の同期電
動機のロータ構造。
【請求項６】前記永久磁石は、前記内部斜面と外周平行面が交わる端点を切断した端面
を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいすれかに記
載の同期電動機のロータ構造。
【請求項７】前記永久磁石の端面は、前記端面に沿って平行に空気層を設けたことを特徴とす
る請求項６に記載の同期電動機のロータ構造。
【請求項８】前記永久磁石は、２つの内部斜面が交わる頂点を通るロータの法線と直交
する線分で該頂点を切断する底面を設けたことを特徴と
する請求項１〜７のいずれかに記載の同期電動機のロー
タ構造。
【請求項９】前記永久磁石は、前記外周平行面の間で前記ロータの外周面に略対面する
２つの外部斜面がなす第１の交角と、前記内部斜面がな
す第２の交角とは異なることを特徴とする請求項１〜８
のいずれかに記載の同期電動機のロータ構造。
【請求項１０】前記永久磁石の外周平行面は、前記ロータの外周面にほぼ平行な円弧状とすることを特
徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の同期電動機の
ロータ構造。
【請求項１１】前記ロータの外周面に、ロータに対し
て締め付け力を与える補強用のスリーブを設けたことを
特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の同期電動
機のロータ構造。
【請求項１２】前記ロータの外周面と前記永久磁石の
外周平行面との間に確保された磁性鋼板の薄肉部の外周
部に、前記スリーブの締め付け力によってロータの径方
向内方に押されることで前記薄肉部に局部的な圧迫力を
加える非磁性体製のバーを設けた請求項１１に記載の同
期電動機のロータ構造。
【請求項１３】前記バーの両端を、前記ロータの軸方
向両端に設けたエンドプレートに固定したことを特徴と
する請求項１２に記載の同期電動機のロータ構造。