JP2011147288A - Rotor of synchronous motor - Google Patents

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JP2011147288A JP2010007046A JP2010007046A JP2011147288A JP 2011147288 A JP2011147288 A JP 2011147288A JP 2010007046 A JP2010007046 A JP 2010007046A JP 2010007046 A JP2010007046 A JP 2010007046A JP 2011147288 A JP2011147288 A JP 2011147288A
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Atsushi Matsuoka
篤 松岡
Kazuhiko Baba
和彦 馬場
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a rotor of a synchronous motor for achieving the highly efficient and inexpensive synchronous motor with low noise and high power. <P>SOLUTION: The rotor of the synchronous motor includes a permanent magnet of a plastic magnet of rare earth (SmFeN) being a material with a high magnetic characteristic (resin material including powder of rare earth magnet), which is arranged on a surface of the rotor and is oriented or magnetized with pole anisotropy. A non-magnetic member is arranged at the back of the permanent magnet. When thickness in a radial direction of the permanent magnet is set to be D and magnetic pole width of the rotor to be W, a relation of D/W≥0.3 is satisfied. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

この発明は、回転子に永久磁石を有する同期電動機の回転子に関する。   The present invention relates to a rotor of a synchronous motor having a permanent magnet in the rotor.

家庭用電気製品の送風機に用いられる同期電動機には、電動機の軽量、低コスト、静音の観点から、回転子にプラスチックマグネットのリングマグネットを用いることが多い。中でも、リングマグネットの製造時に外部より極異方の磁場を印加する極配向のマグネットを用いることが多い。これは、固定子鉄心から見て、マグネットの背面にバックヨークとなる鉄心を配置する必要が無くなるため、部品点数の削減ができ、同時に軽量化も可能であるからである。   Synchronous motors used for blowers of household electrical products often use plastic magnet ring magnets for the rotor from the viewpoint of light weight, low cost, and low noise. In particular, a polar-oriented magnet that applies an extremely anisotropic magnetic field from the outside at the time of manufacturing the ring magnet is often used. This is because, as viewed from the stator iron core, there is no need to dispose the iron core as the back yoke on the back surface of the magnet, so that the number of parts can be reduced and the weight can be reduced at the same time.

また、極異方の配向によって、回転子表面の磁束密度分布波形が正弦波状になるため、同期電動機の振動・騒音の要因となる、誘起電圧の歪みやコギングトルクの発生を抑えることができる。   Further, since the magnetic flux density distribution waveform on the rotor surface becomes sinusoidal due to the anisotropic orientation, it is possible to suppress the generation of induced voltage distortion and cogging torque that cause vibration and noise of the synchronous motor.

これらの同期電動機に多く用いられるマグネットは、フェライトであることが多く、高出力化、高効率化、小形化が要求される用途に対しては、マグネットの性能が不足している。   Magnets often used in these synchronous motors are often ferrite, and the performance of magnets is insufficient for applications that require high output, high efficiency, and downsizing.

これに対して、より性能の高い希土類マグネットを材料とするプラスチックマグネットを用いることで、高出力化、高効率化、小形化を図る可能である。しかし、これらの材料(希土類マグネット)は、高価であるため、前述とは逆に薄肉のマグネットを磁性体の鉄心表面に貼り付ける形態を取る場合が多い。この場合は、部品点数の増加、重量の増加に加えて、金属材料と樹脂材料との接着に関して、十分な信頼性を確保する必要もある。また、薄肉のリングマグネットを用いる際には、マグネット配向をラジアル配向とすることが多く、これによってコギングトルクの増大、同期電動機の誘起電圧の歪みによるトルクリップルの増大など、振動・騒音の悪化の要因となる。   On the other hand, by using a plastic magnet made of a rare earth magnet with higher performance, it is possible to achieve higher output, higher efficiency, and smaller size. However, since these materials (rare earth magnets) are expensive, it is often the case that a thin magnet is attached to the surface of the iron core of the magnetic material, contrary to the above. In this case, in addition to the increase in the number of parts and the weight, it is necessary to ensure sufficient reliability with respect to the adhesion between the metal material and the resin material. In addition, when using thin ring magnets, the magnet orientation is often radial orientation, which causes an increase in cogging torque, an increase in torque ripple due to distortion of the induced voltage of the synchronous motor, etc. It becomes a factor.

これに対して、希土類のプラスチックマグネットをリング状にしたものに対して、磁極の切り替わる付近(極間)にラジアル配向とは異なる極異方に近い配向を行う技術が提案されている。   On the other hand, a technique has been proposed in which a rare earth plastic magnet in a ring shape is oriented close to the polar anisotropy different from the radial orientation in the vicinity (between the poles) where the magnetic pole is switched.

即ち、中空円筒状の異方性ボンド磁石を配向処理する方法において、金型を用いて異方性ボンド磁石を成形するにあたり、金型の円柱状のキャビティの中心軸に高透磁率物体から成る円柱状のコアを設け、このコアの外周部に円筒状に形成されるキャビティに異方性ボンド磁石原料を充填し、中心軸に垂直な断面上のキャビティにおいて、磁極周期の主たる区間においては向きが外周の法線方向となるように配向磁場を付与することで、着磁後の異方性ボンド磁石の法線方向の表面磁束密度の大きさが等しい分布を発生させ、一方、磁極の向きが変化する遷移区間においては配向磁場を接線方向に漸次反転させることで、着磁後の異方性ボンド磁石の法線方向の法線方向の表面磁束密度の絶対値が電気角の増加に対して漸減、漸増させた分布となるように配向磁場を発生させて、異方性ボンド磁石を配向処理させることを特徴とするモータ用異方性ボンド磁石の配向処理方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   That is, in the method of orienting a hollow cylindrical anisotropic bonded magnet, when forming an anisotropic bonded magnet using a mold, the cylindrical axis cavity of the mold is made of a high permeability object. A cylindrical core is provided, and an anisotropic bonded magnet raw material is filled in a cylindrical cavity formed on the outer periphery of the core. In the cavity on the cross section perpendicular to the central axis, the core section is oriented in the main section. By applying an orienting magnetic field so that the normal direction of the outer circumference is in the normal direction, the distribution of the surface magnetic flux density in the normal direction of the anisotropic bonded magnet after magnetization is equal, while the orientation of the magnetic pole In the transition zone where the magnetic field changes, by gradually reversing the orientation magnetic field in the tangential direction, the absolute value of the surface magnetic flux density in the normal direction of the anisotropic bonded magnet after magnetization is increased with respect to the increase in electrical angle. Gradually decreasing and increasing distribution By generating an orientation magnetic field so that an alignment treatment method of the anisotropic bonded magnet motor, characterized in that for alignment treatment anisotropic bonded magnet has been proposed (e.g., see Patent Document 1).

また、中空円筒状の異方性ボンド磁石において、異方性ボンド磁石の軸に垂直な断面における法線方向の表面磁束密度は、磁極周期の主たる区間においては法線方向の表面磁束密度の大きさが等しく、磁極の向きが変化する遷移区間においては法線方向の表面磁束密度の絶対値が電気角の増加に対して漸減、漸増させた分布としたことを特徴とするモータ用ボンド磁石が提案されている(例えば、特許文献2参照)。   In the hollow cylindrical anisotropic bonded magnet, the surface magnetic flux density in the normal direction in the cross section perpendicular to the axis of the anisotropic bonded magnet is the same as the surface magnetic flux density in the normal direction in the main section of the magnetic pole period. In the transition section in which the magnetic pole directions change, the absolute value of the surface magnetic flux density in the normal direction gradually decreases and gradually increases as the electrical angle increases. It has been proposed (see, for example, Patent Document 2).

これらによれば、コギングトルクの低減を図ることができ、高磁力のマグネットを用いても同期電動機の振動・騒音の増加を抑えることができるとしている。   According to these, the cogging torque can be reduced, and the increase in vibration and noise of the synchronous motor can be suppressed even when a high magnetic force magnet is used.

また、極異方性リング磁石において、磁化方向が磁極位置では法線方向、隣接する磁極の中間位置では接線方向であるとともに、磁極位置とそれに隣接する中間位置との間を等角度ピッチの要素に分割したときに、隣接する要素の磁化方向が一定の角度差を有するようにすることで、回転子表面の磁束密度分布をより正弦波に近づけるという方法が提案されている(例えば、特許文献3参照)。   In a polar anisotropic ring magnet, the magnetization direction is the normal direction at the magnetic pole position, the tangential direction at the intermediate position between the adjacent magnetic poles, and an equiangular pitch element between the magnetic pole position and the adjacent intermediate position. A method has been proposed in which the magnetic flux density distribution on the rotor surface is made closer to a sine wave by making the magnetization directions of adjacent elements have a certain angular difference when divided into two (see, for example, Patent Documents). 3).

特開2004−23085号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2004-23085 特開2004−56835号公報JP 2004-56835 A 特開2005−44820号公報JP-A-2005-44820

しかしながら、上記特許文献1、2の記載のモータ用異方性ボンド磁石を用いるモータにおいては、回転子のコギングトルクを低減することが可能であるものの、回転子鉄心のバックヨークが必要であり、製造コスト、接着等に対する信頼性の確保など課題は多い。   However, in the motor using the anisotropic bonded magnet for a motor described in Patent Documents 1 and 2, although the cogging torque of the rotor can be reduced, a back yoke of the rotor core is necessary. There are many issues such as ensuring the manufacturing cost and the reliability of adhesion.

同期電動機の振動・騒音を抑えるためには、回転子表面の磁束密度分布を滑らかにすることが効果が大きく、極異方の配向あるいは着磁を行ったマグネットを用いることが有効な手段では有る。しかし、前述のように、希土類マグネットは、高価な材料であるから、製品コストを抑えるためには、求められる性能に適した形状、使用量とすることが必要である。   In order to suppress the vibration and noise of the synchronous motor, it is effective to smooth the magnetic flux density distribution on the rotor surface, and it is an effective means to use a magnet with polar orientation or magnetization. . However, since the rare earth magnet is an expensive material as described above, it is necessary to make the shape and amount of use suitable for the required performance in order to reduce the product cost.

上記特許文献3においては、リング形状の永久磁石の内径寸法をある値以上とする様な記述が有る。言い換えると、リング状の永久磁石の厚みは有る値以上は表面磁束密度が飽和するため、それ以下とすることが望ましいとしているが、永久磁石背面にバックヨークを用いない場合、永久磁石の厚みを薄くしすぎると、永久磁石の内部で極異方の配向が十分に形成されなくなるため、永久磁石の磁気特性を十分に利用できない。   In Patent Document 3, there is a description that the inner diameter of the ring-shaped permanent magnet is set to a certain value or more. In other words, if the thickness of the ring-shaped permanent magnet exceeds a certain value, the surface magnetic flux density saturates, so it is desirable to make it less than that, but if the back yoke is not used on the back of the permanent magnet, the thickness of the permanent magnet is If the thickness is too thin, polar anisotropic orientation is not sufficiently formed inside the permanent magnet, so that the magnetic properties of the permanent magnet cannot be fully utilized.

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、低騒音、高出力、高効率、低コストの同期電動機を実現するための回転子を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a rotor for realizing a synchronous motor having low noise, high output, high efficiency, and low cost.

この発明に係る同期電動機の回転子は、回転子表面に配置され、極異方の配向あるいは着磁がなされた希土類の永久磁石を備え、永久磁石の背面に非磁性の部材を配置するものであり、
永久磁石の径方向の厚みをD、前記回転子の磁極幅をWとすると、
D/W≧0.3
の関係を満たすことを特徴とする。
A rotor of a synchronous motor according to the present invention includes a rare earth permanent magnet arranged on the rotor surface and oriented or magnetized in an anisotropic direction, and a nonmagnetic member is arranged on the back of the permanent magnet. Yes,
When the radial thickness of the permanent magnet is D and the magnetic pole width of the rotor is W,
D / W ≧ 0.3
It is characterized by satisfying the relationship.

この発明に係る同期電動機の回転子は、永久磁石の寸法を最適化することによって、必要最低限の材料を使用して、低騒音、高効率、低コストな同期電動機の回転子の実現化が可能となる。   The synchronous motor rotor according to the present invention can realize a low-noise, high-efficiency, low-cost synchronous motor rotor by using the minimum necessary materials by optimizing the size of the permanent magnet. It becomes possible.

実施の形態1を示す図で、同期電動機の回転子100の断面図。FIG. 3 shows the first embodiment and is a cross-sectional view of a rotor 100 of the synchronous motor. 図1の一部を拡大した図。The figure which expanded a part of FIG. 実施の形態1を示す図で、回転子100の外周に一定の空隙30を設けて磁性体200を配置した状態の電磁界解析結果を示す図。FIG. 5 shows the first embodiment, and shows electromagnetic field analysis results in a state where a magnetic body 200 is arranged with a constant gap 30 provided on the outer periphery of the rotor 100. 実施の形態1を示す図で、図3の電磁界解析結果より得られた空隙磁束密度分布波形を示す図。FIG. 4 shows the first embodiment, and shows a gap magnetic flux density distribution waveform obtained from the electromagnetic field analysis result of FIG. 3. 実施の形態1を示す図で、マグネット厚みと回転子100の磁極数を変更した場合の空隙磁束密度を電磁界解析により求めた結果を表で示す図。The figure which shows Embodiment 1 and shows the result of having calculated | required the magnetic flux magnetic flux density by electromagnetic field analysis at the time of changing the magnet thickness and the magnetic pole number of the rotor 100 with a table | surface. 実施の形態1を示す図で、マグネット厚みと回転子100の磁極数を変更した場合の空隙磁束密度を電磁界解析により求めた結果をグラフで示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating the first embodiment, and is a diagram illustrating, in a graph, the result of obtaining the gap magnetic flux density by electromagnetic field analysis when the magnet thickness and the number of magnetic poles of the rotor 100 are changed. 実施の形態1を示す図で、磁極数の異なる回転子のマグネット厚みを変化させたときのマグネット厚み/磁極幅を表で示す図。The figure which shows Embodiment 1, and is a figure which shows a magnet thickness / magnetic pole width when changing the magnet thickness of the rotor from which the number of magnetic poles differs. 実施の形態1を示す図で、マグネット厚み/磁極幅と空隙磁束密度との関係をグラフで示す図。FIG. 5 is a diagram illustrating the first embodiment and is a diagram illustrating a relationship between magnet thickness / magnetic pole width and air gap magnetic flux density in a graph.

実施の形態1.
図1乃至図8は実施の形態1を示す図で、図1は同期電動機の回転子100の断面図、図2は図1の一部を拡大した図、図3は回転子100の外周に一定の空隙30を設けて磁性体200を配置した状態の電磁界解析結果を示す図、図4は図3の電磁界解析結果より得られた空隙磁束密度分布波形を示す図、図5はマグネット厚みと回転子100の磁極数を変更した場合の空隙磁束密度を電磁界解析により求めた結果を表で示す図、図6はマグネット厚みと回転子100の磁極数を変更した場合の空隙磁束密度を電磁界解析により求めた結果をグラフで示す図、図7は磁極数の異なる回転子のマグネット厚みを変化させたときのマグネット厚み/磁極幅を表で示す図、図8はマグネット厚み/磁極幅と空隙磁束密度との関係をグラフで示す図である。
Embodiment 1 FIG.
1 to 8 are diagrams showing the first embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view of a rotor 100 of a synchronous motor, FIG. 2 is an enlarged view of part of FIG. 1, and FIG. The figure which shows the electromagnetic field analysis result of the state which provided the fixed air gap 30 and has arrange | positioned the magnetic body 200, FIG. 4 is a figure which shows the air gap magnetic flux density distribution waveform obtained from the electromagnetic field analysis result of FIG. FIG. 6 is a table showing the results obtained by electromagnetic field analysis of the gap magnetic flux density when the thickness and the number of magnetic poles of the rotor 100 are changed. FIG. 6 shows the gap magnetic flux density when the magnet thickness and the number of magnetic poles of the rotor 100 are changed. FIG. 7 is a graph showing the results obtained by electromagnetic field analysis, FIG. 7 is a table showing the magnet thickness / magnetic pole width when the magnet thickness of the rotor with different number of magnetic poles is changed, and FIG. 8 is the magnet thickness / magnetic pole. Graph showing the relationship between width and air gap magnetic flux density A.

図1に示す本実施の形態の同期電動機の回転子100は、磁力の高いマグネット10(永久磁石)から構成されている。このマグネット10は、極異方の配向あるいは着磁がなされており、マグネット10内部の磁束は、回転子100の表面から入り、そのほとんどはマグネット10の内径側に抜けることなく再び回転子100の表面へと出て行く。このため、本実施の形態の回転子100は、マグネット10の内側に磁路となる鉄心等の磁性体のバックヨークの必要性が少ない。   The rotor 100 of the synchronous motor according to the present embodiment shown in FIG. 1 is composed of a magnet 10 (permanent magnet) having a high magnetic force. This magnet 10 is polar-oriented or magnetized, and the magnetic flux inside the magnet 10 enters from the surface of the rotor 100, most of which does not come out to the inner diameter side of the magnet 10 and is again in the rotor 100. Go out to the surface. For this reason, the rotor 100 according to the present embodiment has less need for a back yoke made of a magnetic material such as an iron core serving as a magnetic path inside the magnet 10.

マグネット10を、単にマグネットと呼ぶ場合もある。   The magnet 10 may be simply called a magnet.

図1の破線は、マグネット内部の磁束を示している。その磁束は、N極からS極へ向く。   The broken line in FIG. 1 indicates the magnetic flux inside the magnet. The magnetic flux is directed from the N pole to the S pole.

図1に示す回転子100は、例えば、空気調和機に搭載される送風機用の同期電動機に用いるものである。   The rotor 100 shown in FIG. 1 is used for a synchronous motor for a blower mounted on an air conditioner, for example.

マグネット10には、例えば、磁気特性の高い材料である希土類(SmFeN)のプラスチックマグネット(希土類磁石の粉末を含有した樹脂材料)を用いている。   For example, a rare earth (SmFeN) plastic magnet (resin material containing rare earth magnet powder), which is a material having high magnetic properties, is used for the magnet 10.

回転子100の直径は、例えば、49mmである。   The diameter of the rotor 100 is 49 mm, for example.

マグネット10は、リングマグネットで、その厚みD(図2参照)は、例えば、4.35mmである。   The magnet 10 is a ring magnet, and its thickness D (see FIG. 2) is, for example, 4.35 mm.

リングマグネットのマグネット10で構成される回転子100の極数は、例えば、12極である。但し、回転子100の極数は、12極に限定されるものではない。   The number of poles of the rotor 100 configured by the ring magnet 10 is, for example, 12 poles. However, the number of poles of the rotor 100 is not limited to 12 poles.

図1に示す回転子100の製造方法を簡単に説明する。本実施の形態の回転子100は、射出成形によって製造される。射出成形の際には、金型の内部において、極異方の磁場を印加することで極配向の施されたマグネット10が成形される。   A method for manufacturing the rotor 100 shown in FIG. 1 will be briefly described. The rotor 100 of the present embodiment is manufactured by injection molding. At the time of injection molding, the polar-oriented magnet 10 is molded by applying a polar anisotropic magnetic field inside the mold.

回転子100の表面の磁束密度分布を求めるため、図3に示すように、回転子100の外周に径方向の寸法が一定の空隙30(ギャップ)を設けて磁性体200(鉄心)を配置した状態で電磁界解析を行った。尚、空隙30の寸法(径方向)は、0.4mmとした。また、マグネット20の内側は、非磁性体40(例えば、空気)になっている。   In order to obtain the magnetic flux density distribution on the surface of the rotor 100, as shown in FIG. 3, the magnetic body 200 (iron core) is arranged with a gap 30 (gap) having a constant radial dimension on the outer periphery of the rotor 100. The electromagnetic field analysis was performed in the state. In addition, the dimension (diameter direction) of the space | gap 30 was 0.4 mm. Further, the inside of the magnet 20 is a non-magnetic material 40 (for example, air).

電磁界解析において、マグネット10の残留磁束密度Brを0.57Tとした。ここで、単位Tはテスラで、1テスラは、「磁束の方向に垂直な面の1平方メートルにつき1ウェーバの磁束密度」と定義される。   In the electromagnetic field analysis, the residual magnetic flux density Br of the magnet 10 was set to 0.57T. Here, the unit T is Tesla, and 1 Tesla is defined as “magnetic flux density of one weber per square meter in a plane perpendicular to the direction of magnetic flux”.

図3には、電磁界解析で得られた磁束線図も同時に記載しており、マグネット10の極配向の様子がわかる。   In FIG. 3, the magnetic flux diagram obtained by the electromagnetic field analysis is also shown, and the state of the polar orientation of the magnet 10 can be seen.

このときの回転子100と外周の磁性体200との間の空隙30の磁束密度分布波形を図4に示す。図4において、横軸は空隙30における周方向の角度(電気角)[deg]、縦軸は空隙30の磁束密度[T](図4では、空隙磁束密度[T]と表記)である。従って、図4は、略一磁極分の空隙30の磁束密度分布波形を示している。   FIG. 4 shows a magnetic flux density distribution waveform of the air gap 30 between the rotor 100 and the outer magnetic body 200 at this time. In FIG. 4, the horizontal axis represents the circumferential angle (electrical angle) [deg] in the air gap 30, and the vertical axis represents the magnetic flux density [T] of the air gap 30 (denoted as air gap magnetic flux density [T] in FIG. 4). Therefore, FIG. 4 shows a magnetic flux density distribution waveform of the gap 30 for approximately one magnetic pole.

マグネット10が極異方の配向となっているため、空隙30の磁束密度分布波形は、正弦波状になっている。   Since the magnet 10 has an anisotropic orientation, the magnetic flux density distribution waveform of the air gap 30 has a sine wave shape.

また、このときの磁束密度の最大値は、略0.59Tとなっている。   Further, the maximum value of the magnetic flux density at this time is about 0.59T.

例えば、ラジアル配向のリングマグネット(以下、単にマグネット)の場合、厚みDが4.35mm、空隙30が0.4mmで、マグネットの内側に鉄心を配置したとしても、空隙30の部分の磁気抵抗によって空隙30の磁束密度は、略0.53T程度となり、マグネットの残留磁束密度Br(0.57T)よりも大きくなることはない。   For example, in the case of a radially oriented ring magnet (hereinafter simply referred to as a magnet), the thickness D is 4.35 mm, the air gap 30 is 0.4 mm, and even if an iron core is disposed inside the magnet, The magnetic flux density of the air gap 30 is about 0.53 T, and does not become higher than the residual magnetic flux density Br (0.57 T) of the magnet.

これに対して、本実施の形態の回転子100では、マグネット10に用いる材料(希土類(SmFeN)のプラスチックマグネット)の残留磁束密度Br(0.57T)以上の数値が得られている(図4参照)。   On the other hand, in the rotor 100 of the present embodiment, a numerical value equal to or higher than the residual magnetic flux density Br (0.57 T) of the material used for the magnet 10 (rare earth (SmFeN) plastic magnet) is obtained (FIG. 4). reference).

本実施の形態の回転子100について、マグネット10の厚みと回転子100の磁極数を変更した場合の空隙磁束密度を電磁界解析により求めた。その結果を、図5(表)、図6(グラフ)に示す。マグネット10の厚みとの磁極数を変更する場合、マグネット10(回転子100)の外径を一定とする。マグネット10の厚みDは、2.00、2.40、2.80、3.20、4.35、5.50mmの6種類とした。   For the rotor 100 of the present embodiment, the gap magnetic flux density when the thickness of the magnet 10 and the number of magnetic poles of the rotor 100 were changed was obtained by electromagnetic field analysis. The results are shown in FIG. 5 (table) and FIG. 6 (graph). When changing the number of magnetic poles with the thickness of the magnet 10, the outer diameter of the magnet 10 (rotor 100) is made constant. The magnet 10 had six thicknesses D of 2.00, 2.40, 2.80, 3.20, 4.35, and 5.50 mm.

本実施の形態の回転子100は、12極で、外径が49mmであるから、磁極幅W(図2参照)は、12.8mmとなる。マグネット10(回転子100)の外径を一定であるから、磁極幅Wは、磁極数に反比例する。   Since the rotor 100 of the present embodiment has 12 poles and an outer diameter of 49 mm, the magnetic pole width W (see FIG. 2) is 12.8 mm. Since the outer diameter of the magnet 10 (rotor 100) is constant, the magnetic pole width W is inversely proportional to the number of magnetic poles.

図5、図6より、空隙磁束密度は、マグネット10の厚みDを薄くすることで小さくなり、厚くすることで大きくなることなる。また、回転子100の磁極数が多い方が、空隙磁束密度が高くなっていることもわかる。   From FIG. 5 and FIG. 6, the air gap magnetic flux density is decreased by reducing the thickness D of the magnet 10 and increased by increasing the thickness. It can also be seen that the gap magnetic flux density is higher when the number of magnetic poles of the rotor 100 is larger.

図5、図6に示す電磁界解析の結果より、マグネット10の厚みを磁極の幅で割った数値を各解析結果毎に求め、図7に表にまとめて示す。また、横軸にマグネット厚み/磁極幅をとり、空隙磁束密度を縦軸にしてグラフ化したものを図8に示す。これより、空隙磁束密度は、マグネット厚み/磁極幅に対して、概ね一つの曲線上に乗る特性を示していることがわかる。   From the results of electromagnetic field analysis shown in FIGS. 5 and 6, a numerical value obtained by dividing the thickness of the magnet 10 by the width of the magnetic pole is obtained for each analysis result, and is shown in a table in FIG. FIG. 8 shows a graph in which the horizontal axis represents the magnet thickness / magnetic pole width and the gap magnetic flux density represents the vertical axis. From this, it can be seen that the air gap magnetic flux density exhibits a characteristic that generally rides on one curve with respect to the magnet thickness / magnetic pole width.

また、図8を参照すると、マグネット厚み/磁極幅(D/W)の値が0.3以上であれば、極異方の希土類リングマグネット単体で、材料の残留磁束密度Br(0.57T)の値以上の空隙磁束密度が得られ、通常マグネット(永久磁石)の内側に配置する鉄心等の磁性体のバックヨークを用いる必要がない。   Referring to FIG. 8, if the magnet thickness / magnetic pole width (D / W) value is 0.3 or more, the residual magnetic flux density Br (0.57 T) of the material can be obtained by using a rare earth rare earth ring magnet alone. It is not necessary to use a back yoke made of a magnetic material such as an iron core, which is usually disposed inside a magnet (permanent magnet).

これによって、例えば、一般に金属材料を用いるバックヨークと、プラスチックマグネットとの接着などの工程が不要となり、回転子100の部品点数を減らすこともできると同時にヒートショックなどによるマグネット(永久磁石)の破損も防ぐことができる。また、回転子100の軽量化も可能である。   As a result, for example, a process such as bonding between a back yoke using a metal material and a plastic magnet becomes unnecessary, and the number of parts of the rotor 100 can be reduced, and at the same time, a magnet (permanent magnet) is damaged due to heat shock or the like. Can also prevent. Further, the weight of the rotor 100 can be reduced.

本発明の活用例として、送風機に用いられる同期電動機への適用が可能である。   As an application example of the present invention, application to a synchronous motor used in a blower is possible.

10 マグネット、100 回転子。   10 magnets, 100 rotors.

Claims (2)

回転子表面に配置され、極異方の配向あるいは着磁がなされた希土類の永久磁石を備え、永久磁石の背面に非磁性の部材を配置するものであり、
前記永久磁石の径方向の厚みをD、前記回転子の磁極幅をWとすると、
D/W≧0.3
の関係を満たすことを特徴とする同期電動機の回転子。
Arranged on the rotor surface, comprising a rare earth permanent magnet with polar orientation or magnetization, and a non-magnetic member arranged on the back of the permanent magnet,
When the radial thickness of the permanent magnet is D and the magnetic pole width of the rotor is W,
D / W ≧ 0.3
The rotor of the synchronous motor characterized by satisfying the relationship
前記永久磁石は、希土類磁石の粉末を含有した樹脂材料で、リング状であることを特徴とする請求項1記載の同期電動機の回転子。   The synchronous motor rotor according to claim 1, wherein the permanent magnet is a resin material containing a rare earth magnet powder and has a ring shape.
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