(57)【要約】【課題】磁石挿入スロット内の永久磁石の飛散や、回転子鉄心の破損の防止またはその抑制が可能な永久磁石式回転電機を提供する。【解決手段】回転子１の回転子鉄心２内には軸方向に貫通する複数の磁石挿入スロット３が形成され、各磁石挿入スロット３それぞれに対して周方向で隣り合う磁極が異極性となるように一対の永久磁石４が挿入されている。複数の磁石挿入スロット３は、永久磁石４の磁極の同極側で相互に分割されて多角形状に配置され、各磁石挿入スロット３は、一対の永久磁石４の磁極の異極側となる磁極中央の位置に各磁石挿入スロット形状を左右に分割する分割部６ａを有し、分割部６ａの角の内周形状が曲面形状とされ、分割部６ａと永久磁石４との間に、バネ弾性を有する磁石保持部材７が介装されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
励磁コイルを巻装した固定子と、該固定子に対し所定の空隙を隔てて対向配置される回転子とを備える永久磁石式回転電機であって、
前記回転子は、自身の回転子鉄心内に軸方向に貫通して形成された複数の磁石挿入スロットと、各磁石挿入スロットそれぞれに対して周方向で隣り合う磁極が異極性となるように挿入された複数の永久磁石とを有し、
前記複数の磁石挿入スロットは、周方向で隣り合う他の磁石挿入スロットに対して前記永久磁石の磁極の同極側で相互に分割され、該相互に分割された複数の磁石挿入スロット全体が前記回転子の中心軸に向けて多角形状に配置されており、
前記各磁石挿入スロットは、前記複数の永久磁石の磁極の異極側となる磁極中央の位置に各磁石挿入スロット形状を分割する分割部を有するとともに、前記分割部の角の内周形状が、曲面形状とされるとともに、前記分割部と前記永久磁石との間に、バネ弾性を有する磁石保持部材が介装されていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
【請求項２】
前記磁石保持部材は、前記回転子の軸方向に沿って螺旋形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項３】
前記磁石保持部材は、前記回転子の軸方向に沿って連続する波形形状をなしていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項４】
前記磁石保持部材が弾性体であり、前記磁石保持部材の横断面が、円、半円、四角形または三角形状であることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項５】
前記磁石保持部材は、素材が平板状の弾性体であり、該平板状の弾性体が軸方向とは直角方向に折り曲げて成形されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
【請求項６】
前記回転子は、前記回転子鉄心に自身軸方向の両端に装着される端板を有し、該端板によって前記磁石保持部材が前記磁石挿入スロット内で自身軸方向が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の永久磁石式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固定子と、その固定子に対し所定の空隙を有して対向する回転子とを備えた永久磁石式回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久磁石式回転電機の一例として埋込磁石形の回転電機を例示できる。埋込磁石形の永久磁石式回転電機は、円筒状フレームの内周側に固定子が配置され、この固定子の内周側に所定の空隙を隔てて回転子が配置される。回転子は回転軸に支持されて回転自在とされる。回転子は、その回転子鉄心内に自身軸方向に貫通して形成された複数の磁石挿入スロットを有し、各磁石挿入スロットに永久磁石が装着される。この種の永久磁石式回転電機は、永久磁石から発生する磁束を、固定子に備える励磁コイルとの鎖交磁束量に応じて発生するマグネットトルクと、回転子鉄心の磁気抵抗（リラクタンス）とを利用する。この種の永久磁石式回転電機は、小型で高出力、高効率な回転電機として広く用いられている。
【０００３】
ところで、この種の永久磁石式回転電機において、特に耐振動用途、耐衝撃用途、高速回転用途などでは、回転子鉄心が、外部荷重や、遠心力、シャフトと回転子鉄心の締め代などにより発生する応力に耐えうる構造としなければならない。ここで、上記磁石挿入スロットの横断面形状が、例えば長方形等である場合、その長方形状の角部に応力が集中し、永久磁石の飛散や、回転子鉄心の破損が生じるおそれがある。
【０００４】
以下、従来の回転子の横断面形状を図１６および図１７に示す例を参照して説明する。なお、図１６、１７では、永久磁石式回転電機のうち、回転子の一極分の図を表し、固定子を含む回転電機全体の図示は省略している。
図１６に示すように、従来の回転子１０１は、磁石挿入スロット１０３内での永久磁石４の動きを拘束する係止部として、周方向に離隔して対向配置された一対の磁石ストッパー部９ａ，９ｂを有する。一対の磁石ストッパー部９ａ，９ｂは、相互の段部間に挿入された永久磁石４を段部で挟持することで永久磁石４を固定するようになっている。そのため、この磁石ストッパー部９ａ，９ｂの段部の角部に応力が集中する。
【０００５】
ここで、磁石挿入スロット３が回転中心のシャフト５に向かって多角形状に配置されている場合、前記ストッパー部９ａ，９ｂの段部角部での応力集中は、各磁石挿入スロット３における磁極中央のブリッジ（分割部）６の基端部に形成されている磁石ストッパー部９ａの角部に発生する。これは、複数の磁石挿入スロット３が全体として多角形状に配置されることで、磁極中央側の磁石ストッパー部９ａの角部の、回転中心を基準とする径方向の位置Ｒ１が、周方向において反対側の磁石ストッパー部９ｂの角部の、回転中心を基準とする径方向の位置Ｒ２と比べて径方向寸法が小さい配置となり（図１６参照）、Ｒ１＜Ｒ２の関係が成り立つことによる。つまり、円筒形状の周方向締め代（δ）における応力（σ）は、以下の（式１）で概略表わされる。
σ＝Ｅ×（δ／ｒ）×（δ／Ｒ）      （式１）
ただし、Ｅ：ヤング率、δ：締め代、ｒ：内径、Ｒ：外径、である。
（式１）から、外径Ｒの値が小さいほど、締め代（δ）により発生する応力（σ）が大きくなることがわかる。
【０００６】
また、回転子の回転に伴う遠心力（Ｆ）は以下の（式２）で表される。
Ｆ＝ｍ・ｒａ・ω2                  （式２）
ただし、ｍ：質量、ｒａ：重心半径、ω：回転速度である。つまり、図１７に示すように、回転子鉄心１０２に加わる遠心力の重心位置Ｇ、およびその重心位置Ｇと極中央側のブリッジ６との位置関係から、純粋な遠心力は極中央側のブリッジ６が負担することとなり、やはり磁石挿入スロット３の磁極中央側の磁石ストッパー部９ａの角部の応力が高くなる。
【０００７】
このように、この種の永久磁石式回転電機においては、シャフト５と回転子鉄心１０２の締め代（δ）により発生する応力（σ）が極中央側のブリッジ６の近傍に発生するとともに、回転子の回転に伴う遠心力（Ｆ）から発生する応力が、主に極中央側のブリッジ６の近傍で高くなる。
そこで、近年、永久磁石式回転電機の磁石の固定方法の改良に関する技術が種々提案されている。例えば特許文献１記載の技術では、磁石挿入スロット（同文献では永久磁石埋め込み穴と呼称）の両端部を円弧形状とし、さらに、永久磁石を着磁方向のいずれか一方の面に設けた係止部で支持することにより、応力の軽減を図っている。
【０００８】
また、例えば特許文献２記載の技術では、永久磁石と回転子鉄心（同文献では透磁性積層部材と呼称）との隙間を含浸硬化された樹脂材で埋めて永久磁石を固定する構造としている。
また、例えば特許文献３記載の技術では、磁石挿入スロット（同文献では永久磁石埋め込み穴と呼称）の両端部に円弧形状の空隙部を残し、磁石ストッパー部（同文献では永久磁石位置決め用の突起と呼称）の付根をＲ形状に加工することで、磁石ストッパー部の角部の応力軽減を図っている。
また、例えば特許文献４記載の技術では、永久磁石と磁石挿入スロット（同文献では永久磁石挿入孔と呼称）の接触可能な表面積を、内径側よりも外径側に広くする磁石固定構造としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３７４０３５３号公報
【特許文献２】特開平１１−１９６５５５号公報
【特許文献３】特許第４３６３７４６号公報
【特許文献４】特開２００９−２４７１３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１記載の技術では、永久磁石を着磁方向のいずれか一方の面に設けた係止部で永久磁石を支持するため、回転子の回転に伴う遠心力により永久磁石が移動しようとするズレ方向と、永久磁石にかける圧力方向とがほぼ直角方向となる。そのため、磁石ストッパー部の係止部の基部に応力が集中するという問題が依然残されている。したがって、永久磁石の保持力を確保する上で未だ改善の余地がある。
また、特許文献２記載の技術では、樹脂材の含浸時および硬化時の温度と永久磁石の減磁温度との問題や、樹脂材の含浸後に着磁を実施するヨークの限界寸法から回転子外径が制約を受けるという問題、あるいは、含浸とヨークなどの設備投資に関する問題等がある。
【００１１】
また、特許文献３記載の技術では、磁石ストッパー部の係止部の角部をＲ形状にすることから、磁石挿入スロット内における磁石ストッパー部が占める横断面積の割合が大きくなる。そのため、磁石挿入スロットに対して永久磁石の幅を有効的に広げることができないという問題がある。したがって、誘起電圧を高めることが困難である。
また、特許文献４記載のような構成によれば、回転子鉄心の締め代に対する応力は軽減されるものの、遠心力や外部荷重が高い場合には、依然として磁石ストッパー部の係止部の角部に応力が集中するという未解決の問題が残される。
【００１２】
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、従来形成されていた磁極中央側の磁石係止部（磁石ストッパー部）を無くすことができ、回転子鉄心に発生する応力集中を防止または緩和し得る永久磁石式回転電機を提供することである。
また、本発明は、永久磁石を支持する部分の応力集中を防止または緩和しつつ、永久磁石の保持力の確保が容易な永久磁石式回転電機を提供することである。さらに、永久磁石を支持する部分の応力集中を防止または緩和しつつも、永久磁石の幅を有効的に広げて誘起電圧を高めることができる永久磁石式回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機は、励磁コイルを巻装した固定子と、該固定子に対し所定の空隙を隔てて対向配置される回転子とを備える永久磁石式回転電機であって、前記回転子は、自身の回転子鉄心内に軸方向に貫通して形成された複数の磁石挿入スロットと、各磁石挿入スロットそれぞれに対して周方向で隣り合う磁極が異極性となるように挿入された複数の永久磁石とを有し、前記複数の磁石挿入スロットは、周方向で隣り合う他の磁石挿入スロットに対して前記永久磁石の磁極の同極側で相互に分割され、該相互に分割された複数の磁石挿入スロット全体が前記回転子の中心軸に向けて多角形状に配置されており、前記各磁石挿入スロットは、前記複数の永久磁石の磁極の異極側となる磁極中央の位置に各磁石挿入スロット形状を分割する分割部を有するとともに、前記分割部の角の内周形状が、曲面形状とされるとともに、前記分割部と前記永久磁石との間に、バネ弾性を有する磁石保持部材が介装されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機によれば、磁極中央側の分割部（ブリッジ）と永久磁石との間にバネ弾性を有する磁石保持部材を介装したので、従来形成されていた磁極中央側の磁石係止部（磁石ストッパー部）を無くし、回転子鉄心に発生する応力集中を防止または緩和することができる。よって、磁石挿入スロット内の永久磁石の飛散や、回転子鉄心の破損の防止またはその抑制が可能となる。
【００１５】
また、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機によれば、遠心力により永久磁石が移動しようとする方向が、磁石保持部材によって永久磁石を保持する力の向きと平行となる。そのため、永久磁石を支持する部分の応力集中を防止または緩和しつつ、永久磁石の保持力を確保することが容易となる。さらに、分割部の角の内周形状を曲面形状としたので、応力集中を防止または緩和しつつも、永久磁石の幅を有効的に広げて誘起電圧を高めることができる。
【００１６】
ここで、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機において、前記磁石保持部材が、前記回転子の軸方向に沿って螺旋形状をなしていることは好ましい。このような構成であれば、螺旋の軸方向に磁石保持部材を引っ張ることで、螺旋の径を細くすることが可能であり、また、軸方向に圧縮することで、螺旋の径を太くすることが可能となる。これにより、永久磁石と分割部（ブリッジ）の隙間に容易に磁石保持部材を挿入し、永久磁石を保持することができる。また、特殊な加工を必要としないため、磁石保持部材の製造コストも抑えることができる。
【００１７】
また、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機において、前記磁石保持部材が、前記回転子の軸方向に沿って連続する波形形状をなしていることは好ましい。このような構成であれば、波の連続する方向に磁石保持部材を引っ張ることで、波の高さ方向の寸法を小さく（波の幅を薄く）することが可能であり、また、波の連続する方向に圧縮することで、波の高さ方向の寸法を大きく（波の幅を厚く）することができる。これにより、永久磁石と分割部（ブリッジ）の隙間に容易に磁石保持部材を挿入して、永久磁石を保持することができる。また、特殊な加工を必要としないため、磁石保持部材の製造コストも抑えることができる。
【００１８】
また、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機において、前記磁石保持部材が弾性体であり、前記磁石保持部材の横断面が、円、半円、四角形または三角形状であることは好ましい。このような構成であれば、用途に合わせて磁石保持力を適宜調整する上で好適である。
また、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機において、前記磁石保持部材は、素材が平板状の弾性体であり、該平板状の弾性体が軸方向とは直角方向に折り曲げて成形されていることは好ましい。このような構成であれば、軸方向に磁石保持部材を引っ張ることで、横断面積を狭くすることが可能であり、また、軸方向に圧縮することで、横断面積を広くすることが可能となる。さらに、弾性体は柔軟性に優れているため、複雑な隙間にも挿入できるというメリットがある。これにより、永久磁石と分割部（ブリッジ）の隙間に容易に磁石保持部材を挿入し、永久磁石を保持することが可能となる。また、特殊な加工を必要としないため、磁石保持部材の製造コストも抑えることができる。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機において、前記回転子が、前記回転子鉄心に自身軸方向の両端に装着される端板を有し、該端板によって前記磁石保持部材が前記磁石挿入スロット内で自身軸方向が固定されていることは好ましい。このような構成であれば、磁石保持部材の自身軸方向での移動を拘束する構成として好適である。
【発明の効果】
【００２０】
上述のように、本発明によれば、従来形成されていた磁極中央側の磁石係止部（磁石ストッパー部）を無くし、回転子鉄心に発生する応力集中を防止または緩和することができる。また、永久磁石を支持する部分の応力集中を防止または緩和しつつ、永久磁石の保持力の確保が容易である。また、応力集中を防止または緩和しつつも、永久磁石の幅を有効的に広げて誘起電圧を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機の一実施形態を説明する要部の分解斜視図（模式図）である。
【図２】本発明の一態様に係る永久磁石式回転電機の回転子の要部拡大図であり、同図では回転子の一極分の図を表している（固定子を含む回転電機全体の図示は省略（以下同様）。
【図３】本発明に係るおける永久磁石式回転電機の回転子の変形例（第一変形例）を説明する図であり、同図は図２に対応する図を示している。
【図４】本発明における磁石保持部材の第一変形例（螺旋形状で線材の断面が円形）である。
【図５】本発明における磁石保持部材の第二変形例（螺旋形状で線材の断面が矩形）である。
【図６】本発明における磁石保持部材の第三変形例（波形状）である。
【図７】本発明における磁石保持部材の第四変形例（波形状で貫通孔あり）である。
【図８】本発明における磁石保持部材の横断面形状の変形例（第五変形例(ａ)〜第十三変形例（ｉ））である。
【図９】本発明における磁石保持部材の横断面形状の変形例（第十四変形例(ａ)〜第二十二変形例（ｉ））である。
【図１０】本発明における磁石保持部材の横断面形状の変形例（第二十三変形例(ａ)〜第二十五変形例(ｃ)）である。
【図１１】本発明における磁石保持部材の横断面形状の変形例（第二十六変形例(ａ)〜第二十八変形例(ｃ)）である。
【図１２】磁石挿入スロットの構造解析結果（遠心力）を示す図（(ａ)従来形状、(ｂ)本発明適用例）である。
【図１３】磁石挿入スロットの構造解析結果（締め代）を示す図（(ａ)従来形状、(ｂ)本発明適用例）である。
【図１４】磁石挿入スロットの構造解析結果（遠心力＋締め代）を示す図（(ａ)従来形状、(ｂ)本発明適用例）である。
【図１５】磁石挿入スロットの構造解析結果（（遠心力）、（締め代）、および（遠心力＋締め代））それぞれの最大応力を比較して示す図である。
【図１６】従来の回転子の要部拡大図であり、同図では回転子の一極分の図を表している。
【図１７】図１６において、回転子鉄心に加わる遠心力およびその重心位置を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態について、図面を適宜参照しつつ説明する。
この埋込磁石形の永久磁石式回転電機は、図１に要部の分解斜視図を示すように、円筒状フレーム２０の内周側に固定子３０が配置され、この固定子３０の内周側に所定の空隙（エアギャップ）を隔てて回転子１が配置される。回転子１はシャフト５に支持されて回転自在になっている。
【００２３】
回転子１は、図２に要部を拡大図示するように、回転子鉄心２内に形成された磁石挿入スロット３と、この磁石挿入スロット３に装着された永久磁石４とを備えている。そして、この永久磁石４から発生する磁束を、上記固定子３０に備える励磁コイル（不図示）との鎖交磁束量に応じて発生するマグネットトルクと、回転子鉄心２の磁気抵抗（リラクタンス）とを利用して回転子１を回転させるようになっている。なお、励磁コイルの巻き方については大別すると集中巻と分布巻とに分けられる。本発明は、集中巻及び分布巻の両者において効果を発揮するものであり、巻き方を限定するものではない。
【００２４】
ここで、この回転子１は、回転子鉄心２内にシャフト５の軸方向（図２での紙面の方向）に貫通して形成された複数の磁石挿入スロット３と、磁石挿入スロット３に周方向に隣り合う磁極が異極性となるように一文字に挿入された一対の永久磁石４とを有する。なお、一対の永久磁石４の磁石配置は一文字に限定されず、例えばＶ字配置でもよい。永久磁石４の種類として、たとえばネオジム磁石やフェライト磁石が適用できるが、これらに限定されるものではない。
【００２５】
複数の磁石挿入スロット３は、周方向で隣り合う他の磁石挿入スロット３に対して永久磁石４の磁極の同極側で相互に分割され、該相互に分割された複数の磁石挿入スロット３全体が回転子１の中心軸となるシャフト５に向けて多角形状（本実施形態は、図１に示すように、六角形状とされた６極機の例）に配置されている。なお、本実施形態は６極機の例であるが、これに限定するものではない。
【００２６】
各磁石挿入スロット３は、前記一対の永久磁石４の磁極の異極側となる磁極中央の位置に各磁石挿入スロット形状を左右に二分割する分割部であるブリッジ６を有する。なお、本実施形態は、同極内の磁石挿入スロット３が中央のブリッジ６で左右に二分割されている例を示すが、これに限定するものではない。そして、磁石挿入スロット３の磁極中央側のブリッジ６の内周６ｎを曲面形状（この例では略円弧状）とし、前記磁石挿入スロット３の磁極中央側のブリッジ６と永久磁石４の間にバネ弾性を有する磁石保持部材７が介装されている。なお、この例の磁石保持部材７の横断面の形状は、上記内周６ｎの曲面形状に倣う形状とされている。
【００２７】
そして、磁極外周側（中央側とは反対側）には、永久磁石４の外側の端面に係合可能な段部を有する磁石ストッパー部９が形成されている。磁石ストッパー部９の段部の端面は、永久磁石４の外側の端面に対向する位置まで張り出している。これにより、介装された磁石保持部材７のバネ弾性で押圧された永久磁石４が磁石ストッパー部９の段部に突き当てられることで永久磁石４が保持されるようになっている。なお、本実施形態の例では、磁石ストッパー部９が、磁石挿入スロット３の径方向での内径側の角にのみ形成された例である。
【００２８】
ここで、回転子１は、図１に示すように、回転子鉄心２の軸方向両端にそれぞれ固定される円環状の端板１０を有する。各端板１０は、磁石保持部材７の端部を支持し、磁石保持部材７の取り付け位置を固定する構造を有する。本実施形態の例では、磁石保持部材７の端部を挿入可能に形成された有底の丸溝穴１０ａが、磁石保持部材７の端部に対向するように周方向に等配されている。そして、軸方向の両端に付設された二枚の端板１０により、磁石保持部材７をその軸方向両側から圧縮することで、磁石保持部材７の軸方向の位置が保持され、これにより、磁石保持部材７の磁石挿入スロット３内での軸方向の移動が拘束される。なお、図１では、各端板１０に形成された磁石保持部材７の取り付け構造を有底の丸溝穴１０ａとした例を示したが、これに限定するものではない。また、図１では、１つの磁石挿入スロット３の各永久磁石４当たりに１つの磁石保持部材７を取り付けている例を示しているが、磁石挿入スロット３や永久磁石４当たりの磁石保持部材７の対応する個数についてもこれに限定するものではない。
【００２９】
次に、上記の永久磁石式回転電機の作用効果について説明する。
上述したように、この永久磁石式回転電機によれば、磁極中央側の分割部であるブリッジ６と永久磁石４との間にバネ弾性を有する磁石保持部材７を介装したので、従来形成されていた磁極中央側の磁石係止部（磁石ストッパー部（図１６参照））を無くすことで、回転子鉄心２に発生する応力集中を防止または緩和することができる。よって、磁石挿入スロット３内の永久磁石４の飛散や、回転子鉄心２の破損の防止またはその抑制が可能となる。
【００３０】
また、この永久磁石式回転電機によれば、遠心力により永久磁石４が移動しようとする方向（図２の矢印参照）が、磁石保持部材７によって永久磁石４を押圧して保持する力の向きと平行となる。そのため、永久磁石４を支持する部分での応力集中を防止または抑制しつつ、永久磁石４の保持力を確保することが容易となる。さらに、ブリッジ６の角の内周６ａを曲面形状としたので、その部分での応力集中を防止または緩和しつつ、永久磁石４の幅を有効的に広げて誘起電圧を高めることができる。つまり、従来の構成である図１６と、本実施形態の図２とを比較するとわかるように、本実施形態の永久磁石式回転電機によれば、応力の緩和を行うＲ加工を施した磁石ストッパー部９ａ（図１６参照）を形成すること無く永久磁石４の保持が可能なので、磁石幅を十分に広げる自由度が多くなり、誘起電圧を高めることができるという効果がある。
【００３１】
なお、本発明に係る永久磁石式回転電機は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能であることは勿論である。
例えば、上記実施形態では、磁石ストッパー部９が、磁石挿入スロット３の径方向での内径側（図２での磁石挿入スロット３の下側）の角に形成された例で説明したが、これに限らず、例えば図３に変形例を示すように、磁石ストッパー部９を、磁石挿入スロット３の径方向での外径側（図３での磁石挿入スロット３の上側）の角に形成してもよい。なお、図３と図２とは、磁石ストッパー部９の位置のみ異なる。
【００３２】
また、例えば上記実施形態では、磁極中央側のブリッジ６と永久磁石４の間にバネ弾性を有する磁石保持部材７が介装されている例で説明したが、磁石保持部材７の構成（例えばその形状や磁石挿入スロット３への挿入方法）についても種々の形態を採用することができる。
例えば図４および図５に磁石保持部材７の形状の変形例を示す。
図４、５に示す例は、磁石保持部材７が、回転子１の軸方向に沿って螺旋形状をなしている例であり、図４は磁石保持部材７を形成する素材の横断面が円形状、図５は素材の横断面が長方形状の例である。図４、５に示した螺旋形状の磁石保持部材７は、素材として、例えばピアノ線、バネ鋼、ステンレス材、真鍮材、銅材などの延性金属材料で形成することができる。
【００３３】
このような構成であれば、磁石保持部材７が回転子１の軸方向に沿って螺旋形状であるため、螺旋の軸方向に磁石保持部材７を引っ張ることで、螺旋の径を細くすることが可能であり、また、軸方向に圧縮することで、螺旋の径を太くすることが可能となる。これにより、永久磁石４とブリッジ６ａの隙間に容易に磁石保持部材７を挿入し、永久磁石４を保持することができる。また、特殊な加工を必要としないため、磁石保持部材７の製造コストも抑えることができる。なお、磁石保持部材７の形状がこれら変形例に限定されるものではない。また、螺旋形状のピッチについても、用途に合わせて磁石保持力を調整する必要があるため、限定されるものではない。
【００３４】
さらに、図６、７に、磁石保持部材７を回転子１の軸方向に沿って連続する波形形状とした例を示す。図６、７に示す例では、波形形状の断面は長方形をなしている。また、図７に示すように、波形形状の連続する方向に沿って所定の間隔で複数の貫通孔を空けることにより、永久磁石４の保持力を用途に合わせて調整することも可能である。なお、図７の例では、波形形状の幅方向についても複数（この例では二つ）の貫通孔を設けた例である。図６、７で示した波形形状は、素材として、例えばバネ鋼やステンレス材、あるいは真鍮材や銅材などの延性金属材料の平板の折り曲げ加工で形成することができる。なお、図６、７に示す波形形状の断面は長方形の例であるが、これに限定されるものではない。波のピッチについても、用途に合わせて磁石保持力を調整する必要があるため限定するものではない。また、波の形状も種々変形可能である。
【００３５】
このような構成であれば、磁石保持部材７が波形形状であるため、波の連続する方向に磁石保持部材７を引っ張ることで、波の高さ方向の寸法を小さく（波の幅を薄く）することが可能であり、また、波の連続する方向に圧縮することで、波の高さ方向の寸法を大きく（波の幅を厚く）することができる。これにより、永久磁石４とブリッジ６ａの隙間に容易に磁石保持部材７を挿入して、永久磁石４を保持することができる。また、特殊な加工を必要としないため、磁石保持部材７の製造コストも抑えることができる。
【００３６】
さらにまた、図８に磁石保持部材７の横断面の形状を円形状（中実、中空）、楕円形状ないし長円形状（中実、中空）及び半円形状やＵ字形状等とした種々の変形例を示す。また、図９に磁石保持部材７の横断面の形状を四角形状（中実、中空）とした種々の例（長方形、台形、ひし形等）を示す。さらに、図１０に、磁石保持部材７の横断面の形状を三角形状やアングル形とした種々の例、図１１に素材が平板であり、その平板を板の厚み方向に折り曲げて成形した磁石保持部材７の形状の例を示す。このように、種々の横断面形状を磁石保持部材７に採用すれば、用途に合わせて磁石保持力を適宜調整する上で好適である。
【００３７】
ここで、図８〜１１で示した種々の磁石保持部材７は、例えば耐熱性に優れた弾性体であるゴム材などで製作することができる。このような構成であれば、磁石保持部材７がゴム材なので、軸方向に磁石保持部材７を引っ張ることで、横断面積を狭くすることが可能であり、また、軸方向に圧縮することで、横断面積を広くすることが可能となる。さらに、ゴム材は柔軟性に優れているため、複雑な隙間にも挿入できるというメリットがある。これにより、永久磁石４とブリッジ６ａの隙間に容易に磁石保持部材７を挿入し、永久磁石４を保持することが可能となる。また、特殊な加工を必要としないため、磁石保持部材７の製造コストも抑えることができる。
【実施例】
【００３８】
本発明の効果を確認するために、磁石挿入スロットの構造解析を行った。その結果を図１２〜１５に示す。
本発明によれば、永久磁石と中央の分割部（ブリッジ）の隙間に磁石保持部材を挿入して永久磁石を保持する構成としているので、従来形成されていた磁極中央側の磁石係止部（磁石ストッパー部）を無くすことを可能とした。これにより、図１２〜１５に示す解析結果からもわかるように、回転子鉄心に発生する応力集中を緩和することができることが確認された。
【符号の説明】
【００３９】
１  回転子
２  回転子鉄心
２ａ  遠心力がブリッジに作用するおよその範囲
３  磁石挿入スロット
４  永久磁石
５  シャフト
６、６ａ  極中央側のブリッジ（分割部）
６ｂ  外周側のブリッジ
７  磁石保持部材
Ｇ  ブリッジに加わる遠心力の重心位置
１０９ａ  極中央側の磁石ストッパー部（従来の構成）
９、９ｂ  外周側の磁石ストッパー部
１０  端板
１０ａ  磁石保持部材の固定溝
２０  フレーム
２１  固定子鉄心
３０  固定子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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