(57)【要約】【課題】トルクの低下を抑制しつつ、永久磁石の減磁を抑制することができる回転電機のロータを提供する。【解決手段】ロータコア２０は、分割された一対の永久磁石片３２の間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向内側に沿って延出して形成されると共に、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに当接する保持部２２を有する。保持部２２の径方向端面には、該保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも周方向幅ｄ１が小さく、且つ磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって延出する突起２４が形成される。突起２４は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２と径方向に離間している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアと、
前記ロータコアの内部に、周方向に所定の間隔で配置された複数の磁極部と、
を備え、
前記磁極部は径方向に磁化されており且つ周方向で交互に磁化方向が異なるように構成された回転電機のロータであって、
前記磁極部は、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔に永久磁石が挿入されることによって構成され、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内において複数の永久磁石片が周方向に分割されて配置され、
前記ロータコアは、周方向に隣り合う前記永久磁石片の間において、前記磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の一方から径方向に沿って延出して形成されると共に、前記永久磁石片の周方向端部に当接する保持部を有し、
前記保持部の径方向端面には、該保持部よりも周方向幅が小さく、且つ前記磁石挿入孔の前記内周縁部又は前記外周縁部の他方に向かって延出する突起が形成され、
前記突起は、前記磁石挿入孔の前記内周縁部又は前記外周縁部の前記他方と径方向に離間している
ことを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項２】
前記永久磁石片は断面矩形状であり、
前記永久磁石片は、周方向に隣り合う前記永久磁石片同士が平行とならないように配置されており、
前記突起と前記永久磁石片の周方向端部との間の距離は、前記磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の一方側から他方側に向かうに従って大きくなる
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のロータ。
【請求項３】
前記突起の径方向幅は、前記保持部の径方向幅よりも長い
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の回転電機のロータ。
【請求項４】
前記保持部の径方向端面は、周方向において前記突起に近づくにしたがって、前記内周縁部又は前記外周縁部の他方側に向かって延出する曲面である
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の回転電機のロータ。
【請求項５】
ロータコアと、
前記ロータコアの内部に、周方向に所定の間隔で配置された複数の磁極部と、
を備え、
前記磁極部は径方向に磁化されており且つ周方向で交互に磁化方向が異なるように構成された回転電機のロータであって、
前記磁極部は、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔に永久磁石が挿入されることによって構成され、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内において複数の永久磁石片が周方向に分割されて配置され、
前記ロータコアは、
周方向に隣り合う前記永久磁石片の間において、前記磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の一方から径方向に沿って延出して形成されると共に、前記永久磁石片の周方向端部に当接する保持部と、
周方向に隣り合う前記永久磁石片の間において、前記磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の他方から径方向に沿って延出して形成されると共に、該保持部よりも周方向幅が小さい突起と、
を有し、
前記保持部と前記突起とは径方向に離間する
ことを特徴とする回転電機のロータ。
【請求項６】
前記突起の径方向幅は、前記保持部の径方向幅よりも長い
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機のロータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機のロータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、回転電機に使用されるロータとしては、円環状の鋼板が多数積層されたロータコアに複数の収納部を設け、各収納部にそれぞれ永久磁石が挿入された回転電機のロータが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
図２４及び図２５に示すように、特許文献１に記載の回転電機のロータ１１０は、永久磁石１１３が内蔵された略円柱状のヨーク１１１と、このヨーク１１１の中心軸に沿って設けられた棒状のシャフト１１２と、を備える。ヨーク１１１には、中心軸に沿って延びる収納部１１６が設けられ、永久磁石１１３は、この収納部１１６に収納されて、樹脂で固定されている。
【０００４】
また、ロータ１１０は、図示しない円筒状のモータケースに収納され、このモータケースの内部に回転可能に保持される。このモータケースには、極性を切り替え可能なステータが設けられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２１９９９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図２６は、縦軸に磁束密度（Ｂ（Ｔ））、横軸に保持力（−Ｈ（Ａ／ｍ））として、永久磁石の減磁曲線とパーミアンス線を示すグラフである。永久磁石の動作点は、減磁曲線とパーミアンス線の交点（図２６中、○で示した部分）で決まる。ここで、ステータに電流を印加すると永久磁石に反磁界が作用し、矢印Ａ及びＡ´で示すようにパーミアンス線が負の方向に移動する。
【０００７】
永久磁石に作用する反磁界が小さい場合は、矢印Ａで示されるようにパーミアンス線の負方向への移動も小さいので、減磁曲線とパーミアンス線との交点Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、屈曲点の手前（図２６中、上側）に位置する。したがって、永久磁石には減磁が発生せず、若しくは、減磁が発生した場合であってもその減磁量は小さい。
【０００８】
一方、永久磁石に作用する反磁界が大きい場合は、矢印Ａ´で示されるようパーミアンス線の負方向への移動も大きいので、減磁曲線とパーミアンス線との交点Ｂ１´、Ｂ２´、Ｂ３´は、屈曲点近傍に位置し、永久磁石が減磁してしまうおそれがある。
【０００９】
このとき、永久磁石のパーミアンスが大きい箇所では、パーミアンス線の傾き（パーミアンス係数）が大きいので、減磁曲線とパーミアンス線との交点Ｂ１´は、屈曲点の手前に位置し、永久磁石の減磁量は小さい。しかしながら、永久磁石のパーミアンスが小さい箇所では、パーミアンス線の傾きが小さく矢印Ｂで示す方向に傾くので、減磁曲線とパーミアンス線との交点Ｂ３´は屈曲点を越え、磁束密度が急激に小さくなる。このように永久磁石の一部において一旦屈曲点を越えて磁束密度が低下してしまった場合、反磁界の作用がなくなった際にも、永久磁石の磁束密度が元の磁束密度より低下し、永久磁石が減磁してしまう。
【００１０】
このように、作用する反磁界が大きく、パーミアンスが小さい程、永久磁石の減磁量は増大する。すなわち、作用する反磁界が小さく、パーミアンスが大きい程、永久磁石の減磁を抑制できる。
【００１１】
ここで、特許文献１のロータ１１０においては、周方向に隣り合う収納部１１６の間に、ヨーク１１１の外周側と内周側とを連結するセンターリブ１２０が形成されている。したがって、図２５中、破線の矢印で示すように、それぞれの永久磁石１１３から外周側のステータに向かう主磁束が、当該センターリブ１２０を介して内周側に短絡してしまい、モータの駆動トルクの低下を招く虞があった。
【００１２】
そこで、図２７に示すように、ロータ１１０において、センターリブ１２０を廃止し、永久磁石１１３の周方向端部に当接する保持部１３０を設けることによって、永久磁石１１３を周方向に位置決めしつつ、上述したような磁束の短絡を抑制することが考えられる。
【００１３】
しかしながら、当該構成においては、モータの駆動トルクの低下を抑制することは可能であるが、ステータからの反磁界環境下においては、ロータ１１０において反磁界成分の経路となるセンターリブ１２０が存在しないので、永久磁石１１３に印加される反磁界が増加する。さらに、鋼板からなるセンターリブ１２０が、永久磁石１１３の近傍に存在しないので、永久磁石１１３のパーミアンスも小さくなる。この結果、永久磁石１１３が減磁してしまう虞がある。
【００１４】
本発明は上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、トルクの低下を抑制しつつ、永久磁石の減磁を抑制することができる回転電機のロータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前述した目的を達成するために、請求項１に係る発明は、
ロータコア（例えば、後述の実施形態におけるロータコア２０）と、
前記ロータコアの内部に、周方向に所定の間隔で配置された複数の磁極部（例えば、後述の実施形態における磁極部５０）と、
を備え、
前記磁極部は径方向に磁化されており且つ周方向で交互に磁化方向が異なるように構成された回転電機のロータ（例えば、後述の実施形態におけるロータ１０）であって、
前記磁極部は、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔（例えば、後述の実施形態における磁石挿入孔４０）に永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石３０）が挿入されることによって構成され、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内において複数の永久磁石片（例えば、後述の実施形態における永久磁石片３２）が周方向に分割されて配置され、
前記ロータコアは、周方向に隣り合う前記永久磁石片の間において、前記磁石挿入孔の内周縁部（例えば、後述の実施形態における内周縁部４２）又は外周縁部（例えば、後述の実施形態における外周縁部４４）の一方から径方向に沿って延出して形成されると共に、前記永久磁石片の周方向端部（例えば、後述の実施形態における周方向内側端部３２ｃ）に当接する保持部（例えば、後述の実施形態における保持部２２）を有し、
前記保持部の径方向端面（例えば、後述の実施形態における径方向内側端面２２ａ、径方向外側端面２２ｂ）には、該保持部よりも周方向幅（例えば、後述の実施形態における周方向幅ｄ１）が小さく、且つ前記磁石挿入孔の前記内周縁部又は前記外周縁部の他方に向かって延出する突起（例えば、後述の実施形態における突起２４）が形成され、
前記突起は、前記磁石挿入孔の前記内周縁部又は前記外周縁部の前記他方と径方向に離間している
ことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係る発明は、請求項１の構成に加えて、
前記永久磁石片は断面矩形状であり、
前記永久磁石片は、周方向に隣り合う前記永久磁石片同士が平行とならないように配置されており、
前記突起と前記永久磁石片の周方向端部との間の距離は、前記磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の一方側から他方側に向かうに従って大きくなる
ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係る発明は、請求項１又は２の構成に加えて、
前記突起の径方向幅（例えば、後述の実施形態における径方向幅ｄ２）は、前記保持部の径方向幅（例えば、後述の実施形態における径方向幅Ｄ２）よりも長い
ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に係る発明は、請求項１〜３の何れか１項の構成に加えて、
前記保持部の径方向端面は、周方向において前記突起に近づくにしたがって、前記内周縁部又は前記外周縁部の他方側に向かって延出する曲面（例えば、後述の実施形態における凸曲面、凹曲面）である
ことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に係る発明は、
ロータコア（例えば、後述の実施形態におけるロータコア２０）と、
前記ロータコアの内部に、周方向に所定の間隔で配置された複数の磁極部（例えば、後述の実施形態における磁極部５０）と、
を備え、
前記磁極部は径方向に磁化されており且つ周方向で交互に磁化方向が異なるように構成された回転電機のロータ（例えば、後述の実施形態における回転電機のロータ１０）であって、
前記磁極部は、前記ロータコアに形成された磁石挿入孔（例えば、後述の実施形態における磁石挿入孔４０）に永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石３０）が挿入されることによって構成され、
前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内において複数の永久磁石片（例えば、後述の実施形態における永久磁石片３２）が周方向に分割されて配置され、
前記ロータコアは、
周方向に隣り合う前記永久磁石片の間において、前記磁石挿入孔の内周縁部（例えば、後述の実施形態における内周縁部４２）又は外周縁部（例えば、後述の実施形態における外周縁部４４）の一方から径方向に沿って延出して形成されると共に、前記永久磁石片の周方向端部（例えば、後述の実施形態における周方向内側端部３２ｃ）に当接する保持部（例えば、後述の実施形態における保持部２２）と、
周方向に隣り合う前記永久磁石片の間において、前記磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の他方から径方向に沿って延出して形成されると共に、該保持部よりも周方向幅（例えば、後述の実施形態における周方向幅ｄ１）が小さい突起（例えば、後述の実施形態における突起２４）と、
を有し、
前記保持部と前記突起とは径方向に離間する
ことを特徴とする。
【００２０】
請求項６に係る発明は、請求項５の構成に加えて、
前記突起の径方向幅（例えば、後述の実施形態における径方向幅ｄ２）は、前記保持部の径方向幅（例えば、後述の実施形態における径方向幅Ｄ２）よりも長いことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１の発明によれば、ロータコアは、分割された永久磁石片の間において、磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の一方から径方向に沿って延出して形成されると共に、永久磁石片の周方向端部に当接する保持部を有し、保持部の径方向端面には、該保持部よりも周方向幅が小さく、且つ磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の他方に向かって延出する突起が形成され、突起は、磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の他方と径方向に離間している。
したがって、従来の特許文献１のようなセンターリブを介した主磁束の短絡によるトルク低下を抑制することが可能である。
また、突起の周方向幅は保持部の周方向幅よりも小さいので、突起と永久磁石片の周方向端部との間には磁気的空隙が形成され、突起の周方向幅が保持部の周方向幅と同じである場合等のように、上記磁気的空隙が形成されない場合に比べて、突起から永久磁石片の周方向端部に向かって作用する反磁界を抑制でき、永久磁石の減磁を抑制することが可能である。
また、永久磁石片の周方向端部に当接する保持部から、突起が磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の他方に向かって延出するように構成しているため、突起の形状を調節することによって、磁気抵抗及び短絡磁束を適切に設計し、所望のトルク及び減磁耐力が得られるように設定することができる。
【００２２】
請求項２の発明によれば、突起と前記永久磁石片の周方向端部との間の距離は、磁石挿入孔の内周縁部又は外周縁部の一方側から他方側に向かうに従って大きくなるので、反磁界が突起を介して永久磁石片の周方向端部に作用することを抑制しつつ、より効果的に反磁界が磁石挿入孔の内周縁部側へ印加されやすくなるように構成することができる。
【００２３】
請求項３の発明によれば、突起の径方向幅は保持部の径方向幅よりも長く設定されるので、反磁界が保持部を介して永久磁石片の周方向端部に作用することを抑制しつつ、反磁界が磁石挿入孔の内周縁部側へ印加されやすくなるように構成することができる。
【００２４】
請求項４の発明によれば、保持部の径方向端面は、周方向において突起に近づくにしたがって、内周縁部又は外周縁部の他方側に向かって延出する曲面とされる。したがって、回転時にロータコアの遠心力によって発生する応力、及び温度変化が生じた際に永久磁石片とロータコアの線膨張係数の違いによって発生する応力が、保持部の径方向端面と突起の周方向両端面との接続部における一部に集中して発生してしまうことを抑制して、ロータコアの強度の低下を抑制することができる。
【００２５】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明と同様の効果を奏することが可能である。
【００２６】
請求項６の発明によれば、請求項３の発明と同様の効果を奏することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】第１実施形態に係るロータの正面図である。
【図２】図１のロータの部分拡大図である。
【図３】図１のロータの要部拡大図である。
【図４】比較例のロータの部分拡大図である。
【図５】第１実施形態に係る永久磁石のパーミアンス分布を示す図である。
【図６】比較例に係る永久磁石のパーミアンス分布を示す図である。
【図７】第１実施形態に係るロータコア中の磁路を示す図である。
【図８】比較例に係るロータコア中の磁路を示す図である。
【図９】第１実施形態に係るロータコア中の、ステータからの逆磁界が印加される方向を示す図である。
【図１０】比較例に係るロータコア中の、ステータからの逆磁界が印加される方向を示す図である。
【図１１】第１実施形態に係る永久磁石の減磁分布を示す図である。
【図１２】比較例に係る永久磁石の減磁分布を示す図である。
【図１３】第１変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図１４】第２変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図１５】第３変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図１６】第４変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図１７】第５変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図１８】第５変形例に係るロータの要部拡大図である。
【図１９】第６変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図２０】第２実施形態に係るロータの部分拡大図である。
【図２１】第２実施形態に係るロータの要部拡大図である。
【図２２】第７変形例に係るロータの部分拡大図である。
【図２３】第７変形例に係るロータの要部拡大図である。
【図２４】特許文献１に係るロータの正面図である。
【図２５】図２４のロータの部分拡大図である。
【図２６】永久磁石の減磁曲線とパーミアンス線を示すグラフである。
【図２７】従来の比較例としてのロータの部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の一実施形態に係る回転電機のロータを説明する。
【００２９】
図１に示すように、本実施形態の回転電機のロータ１０は、回転軸である略円筒状のロータシャフト（不図示）の外周側に取り付けられるロータコア２０と、ロータコア２０の内部に周方向に所定の間隔で形成された複数の磁極部５０と、を備え、ステータ（不図示）の内周側に配置されている。
【００３０】
ロータコア２０は、略同一形状の円環上の電磁鋼板例えばケイ素鋼板２１を多数積層して形成されていると共に、周方向に所定の間隔で複数の磁石挿入孔４０が形成されている。
【００３１】
磁極部５０は、径方向に磁化され、且つ周方向で交互に磁化方向が異なるように、永久磁石３０が磁石挿入孔４０に挿入されて構成されている。より具体的には、永久磁石３０Ａが磁石挿入孔４０に挿入されて構成された磁極部５０Ａにおいて、その外周側がＮ極とすると、隣接する磁極部５０Ｂは、その外周側がＳ極となるように、永久磁石３０Ｂが磁石挿入孔４０に挿入されて構成されている。
【００３２】
永久磁石３０は、周方向に分割された一対の永久磁石片３２によって構成される。一対の永久磁石片３２は、同一の断面略矩状であり、互いに平行に配置されている。
【００３３】
図２に示すように、磁石挿入孔４０は、内周縁部４２及び外周縁部４４がそれぞれ一対の永久磁石片３２の内周面３２ａ及び外周面３２ｂと当接するように形成されており、一対の永久磁石片３２を径方向に位置決めする。
【００３４】
また、ロータコア２０は、一対の永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向内側に延出するように形成された断面略矩形状の保持部２２を有する。図３も参照し、保持部２２は、その周方向幅Ｄ１が一対の永久磁石片３２の間の周方向幅Ｌ１と略等しくなるように形成されており、一対の永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃ（周方向端部）と当接し、これら一対の永久磁石片３２を周方向に位置決めして保持する。
【００３５】
保持部２２の径方向内側端面２２ａ（径方向端面）には、磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって、すなわち径方向内側に向かって延出する断面略矩形状の突起２４が形成される。突起２４は、周方向幅ｄ１が保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも小さく形成されており、一対の永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃと離間する。
【００３６】
また、突起２４の径方向幅ｄ２は、保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも大きく設定されている。ここで、保持部２２及び突起２４の径方向幅の合計（Ｄ２＋ｄ２）は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２及び外周縁部４４の間の径方向幅Ｌ２よりも小さくなるように設定されているので（Ｄ２＋ｄ２＜Ｌ２）、突起２４は磁石挿入孔４０の内周縁部４２と径方向に離間する。したがって、従来の特許文献１のようなセンターリブを介した磁束の短絡が抑制され、トルクの低下を抑制することが可能である。
【００３７】
なお、磁石挿入孔４０のうち、一対の永久磁石片３２が挿入されない空隙４０Ｓには、不図示の固定用樹脂が充填され、一対の永久磁石片３２の固定をさらに強固なものとしている。
【００３８】
以上説明したような構成を有する本実施形態のロータコア２０において、トルク低下の抑制、及び永久磁石３０（永久磁石片３２）の減磁の抑制についての効果を調べるため、永久磁石３０のパーミアンス分布の解析、ロータコア２０の磁気回路（磁路）の解析、ロータコア２０に印加されるステータからの逆磁界の解析、永久磁石３０の減磁分布の解析をそれぞれ行った。なお、比較例として、図４に示すような、突起２４を設けないロータコア２０についても、同様の解析を行った。
【００３９】
図５及び図６には、それぞれ本実施形態及び比較例における永久磁石３０のパーミアンス分布が濃淡によって示されており、永久磁石片３２において濃い部分はパーミアンスが高く、淡い部分はパーミアンスが低いことを示している。図７及び図８には、それぞれ本実施形態及び比較例における、ロータコア２０中の磁路が示されている。図９及び図１０には、それぞれ本実施形態及び比較例における、ロータコア２０中の、ステータからの逆磁界が印加される方向が実線の矢印で示されている。図１１及び図１２には、それぞれ本実施形態及び比較例における、永久磁石３０の減磁分布が濃淡によって示されており、永久磁石片３２において濃い部分は減磁率が高く、淡い部分は減磁率が低いことを示している。
【００４０】
先ず、本実施形態では突起２４が磁石挿入孔４０の内周縁部４２と径方向に離間し、比較例では保持部２２が磁石挿入孔４０の内周縁部４２と径方向に離間している。したがって、図７及び図８に示すように、両者共に、従来の特許文献１のようなセンターリブを介した磁束の短絡が発生しておらず、トルク減少が抑制されていることがわかる。
【００４１】
次に、永久磁石３０のパーミアンス分布について検討する。永久磁石３０のパーミアンスＰは、透磁率をμ、磁路断面積をＡ、磁路長をＬとすると、以下の式で表される。
Ｐ＝μ×（Ａ／Ｌ）
【００４２】
そこで、図７及び図８を比較すると、本実施形態においては、比較例に比べて、突起２４を設けたことによって、保持部２２及び突起２４を通る一対の磁路Ｂが新たに生じており磁路長Ｌが増加するが、同時に磁路断面積Ａも増加するので、上記した式における（Ａ／Ｌ）の要素の変化は小さい。しかし、本実施形態では、磁路中に積層鋼板からなる突起２４が設けられたことにより、透磁率μが増加するので、突起２４近傍の永久磁石片３２のパーミアンスＰが比較例に比べて向上する（図５及び図６参照）。
【００４３】
また、図９及び図１０を比較すると、比較例においては、ロータコア２０の外周側に位置するステータからの反磁界が、保持部２２を介して、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに向かって作用してしまう。より具体的には、図１０中、破線の矢印で示すように、反磁界は、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃのうち、保持部２２と径方向にオーバーラップしない位置に作用する。
【００４４】
一方、図９に示すように、本実施形態においては、保持部２２から磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって延びる突起２４を設けたことによって、保持部２２に作用した反磁界が、突起２４に作用する。ここで、突起２４の周方向幅ｄ１が保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも小さく設定されることにより、突起２４と永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃとの間には磁気的空隙が形成されるので、反磁界が突起２４から永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに向かって作用することが抑制される。そして、図９中、破線の矢印に示すように、反磁界は、突起２４の先端から、磁石挿入孔４０の内周縁部４２と、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃの径方向内側端部と、に作用する。このように、本実施形態では、反磁界が永久磁石片３２に作用する範囲を狭くすることが可能である。
【００４５】
特に、突起２４の径方向幅ｄ２は保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも長く設定されるので、反磁界が保持部２２を介して永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに作用することを抑制しつつ、反磁界が磁石挿入孔４０の内周縁部４２側へ印加され易くなるように構成することが可能である。
【００４６】
このように、本実施形態においては比較例に比べて、永久磁石片３２のパーミアンスが向上すると共に、反磁界の永久磁石片３２に作用する範囲が、周方向内側端部３２ｃの径方向内側端部となって狭くなるので、図１１に示すように、減磁が局所的且つ狭い部位（周方向内側端部３２ｃの径方向内側端部）に発生する。そして、永久磁石３０全体としては、比較例（図１２参照）に比べて減磁率を低減させることが可能となり減磁タフネスが向上する。
【００４７】
なお、不図示であるが、仮に突起２４の周方向幅ｄ１を、保持部２２の周方向幅Ｄ１と略等しくした場合、突起２４と永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃとの間には磁気的空隙が形成されないので、反磁界が突起２４から永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに向かうように作用する。このとき、突起２４の体積が増加することによって透磁率が向上するので、永久磁石３０のパーミアンスは向上する。しかしながら、当該パーミアンス向上の効果は、前述の反磁界増大の効果に比べて小さく、結果として、減磁タフネスは上述の実施形態よりも悪化する。
【００４８】
以上説明したように、本実施形態の回転電機のロータ１０によれば、ロータコア２０は、分割された一対の永久磁石片３２の間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向内側に沿って延出して形成されると共に、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに当接する保持部２２を有し、保持部２２の径方向端面には、該保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも周方向幅ｄ１が小さく、且つ磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって延出する突起２４が形成され、突起２４は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２と径方向に離間している。
したがって、従来の特許文献１のようなセンターリブを介した主磁束の短絡によるトルク低下を抑制することが可能である。
また、突起２４の周方向幅ｄ１は保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも小さいので、突起２４と永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃとの間には磁気的空隙が形成され、突起２４の周方向幅ｄ１が保持部２２の周方向幅Ｄ１と同じである場合等のように、上記磁気的空隙が形成されない場合に比べて、突起２４から永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに向かって作用する反磁界を抑制でき、永久磁石３０の減磁を抑制することが可能である。
また、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに当接する保持部２２から、突起２４が磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって延出するように構成しているため、突起２４の形状（周方向幅ｄ１、径方向幅ｄ２）を調節することによって、磁気抵抗及び短絡磁束を適切に設計し、所望のトルク及び減磁耐力が得られるように設定することができる。
【００４９】
また、突起２４の径方向幅ｄ２は保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも長く設定されるので、反磁界が保持部２２を介して永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに作用することを抑制しつつ、反磁界が磁石挿入孔４０の内周縁部４２側へ印加されやすくなるように構成することができる。
【００５０】
（第１変形例）
なお、上述の実施形態においては、保持部２２は断面略矩形状に形成され、径方向内側端面２２ａが平面に形成されていたが（図２及び図３参照）、必ずしもこの構成に限定されない。
【００５１】
例えば、図１３に示すように、保持部２２の径方向内側端面２２ａを、周方向において突起２４に近づくにしたがって、磁石挿入孔４０の内周縁部４２側（径方向内側）に向かって延出する凸曲面としてもよい。
【００５２】
この場合、回転時にロータコア２０の遠心力によって発生する応力、及び温度変化が生じた際に永久磁石片３２とロータコア２０と空隙４０Ｓに充填される固定用樹脂との線膨張係数の違いによって発生する応力が、保持部２２の径方向内側端面２２ａと突起２４の周方向両端面との接続部における一部に集中して発生してしまうことを抑制して、ロータコア２０の強度の低下を抑制することができる。
【００５３】
（第２変形例）
また、図１４に示すように、保持部２２の径方向内側端面２２ａを、周方向において突起２４に近づくにしたがって、磁石挿入孔４０の内周縁部４２側（径方向内側）に向かって延出する凹曲面としてもよい。このように構成した場合であっても、上述の第１変形例と同様の効果を奏することが可能である。
【００５４】
（第３変形例）
また、上述の実施形態においては、周方向に隣り合う一対の永久磁石片３２同士が互いに平行に配置されていたが（図２参照）、図１５に示すように、一対の永久磁石片３２同士が互いに平行とならないように配置しても構わない。
【００５５】
より具体的に、本変形例では、周方向に隣り合う一対の永久磁石片３２の外周面３２ｂ同士が１８０°未満の角度θをなすよう、磁石挿入孔４０が断面略Ｖ字形状とされており、一対の永久磁石片３２が当該磁石挿入孔４０に挿入されることによって固定されている。そして、ロータコア２０は、一対の永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向内側に延出するように形成された保持部２２と、保持部２２の径方向内側端面２２ａから磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって延設された突起２４と、を有する。ここで、突起２４は、周方向に隣り合う永久磁石片３２の略中間に位置するように、径方向内側に延在する。
【００５６】
したがって、突起２４と、永久磁石片３２との間の周方向距離は、磁石挿入孔４０の外周縁部４４側から内周縁部４２側に向かうに従って、すなわち径方向内側に向かうに従って、大きくなるように形成される。
【００５７】
このように構成することによって、ステータからの反磁界が突起２４を介して永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに作用することを抑制しつつ、より効果的に反磁界が磁石挿入孔４０の内周縁部４２側へ印加されやすくなるように構成することができる。
【００５８】
（第４変形例）
また、磁極部５０を構成する永久磁石３０を、周方向に分割された３個以上の永久磁石片３２によって構成してもよい。例えば、図１６に示すように、永久磁石３０を３個に分割された永久磁石片３２によって構成し、さらに、周方向に隣り合う永久磁石片３２の外周面３２ｂ同士が、第３変形例と同様に１８０°未満の角度θをなすように配置してもよい。
【００５９】
この場合、ロータコア２０は、周方向に隣り合う永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向内側に延出するように形成された保持部２２と、保持部２２の径方向内側端面２２ａから磁石挿入孔４０の内周縁部４２に向かって延設された突起２４と、を有する。ここで、それぞれの突起２４は、周方向に隣り合う永久磁石片３２の略中間に位置するように延在する。
【００６０】
したがって、突起２４と、永久磁石片３２との間の周方向距離は、磁石挿入孔４０の外周縁部４４側から内周縁部４２側に向かうに従って、すなわち径方向内側に向かうに従って、大きくなるように形成される。
【００６１】
このように構成することによっても、第３変形例と同様の効果を奏することが可能である。
【００６２】
（第５変形例）
また、図１７に示すように、ロータコア２０は、周方向に隣り合う永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の内周縁部４２から径方向外側に延出するように形成されると共に、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに当接する保持部２２と、保持部２２の径方向外側端面２２ｂ（径方向端面）から磁石挿入孔４０の外周縁部４４に向かって延設された突起２４と、を有しても構わない。
【００６３】
図１８に示すように、突起２４は、保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも周方向幅ｄ１が小さく形成されており、一対の永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃと離間する。
【００６４】
また、突起２４の径方向幅ｄ２は、保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも大きく設定されている。ここで、保持部２２及び突起２４の径方向幅の合計（Ｄ２＋ｄ２）は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２及び外周縁部４４の間の径方向幅Ｌ２よりも小さくなるように設定されているので（Ｄ２＋ｄ２＜Ｌ２）、突起２４は磁石挿入孔４０の外周縁部４４と径方向に離間する。したがって、従来の特許文献１のようなセンターリブを介した磁束の短絡が抑制され、トルクの低下を抑制することが可能である。
【００６５】
また、磁路中に積層鋼板からなる突起２４が設けられたことにより、透磁率が増加するので、突起２４近傍の永久磁石片３２のパーミアンスが向上する。
【００６６】
また、保持部２２から磁石挿入孔４０の外周縁部４４に向かって延びる突起２４を設けたことによって、ロータコア２０の外周側に作用したステータからの反磁界が、突起２４に作用する。ここで、突起２４の周方向幅ｄ１が保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも小さく設定されることにより、突起２４と永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃとの間には磁気的空隙が形成されるので、反磁界が突起２４から永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに向かって作用することが抑制される。したがって、突起２４に作用した反磁界は、保持部２２に作用し、続いて、磁石挿入孔４０の内周縁部４２と、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃの径方向内側端部と、に作用する。このように、本変形例においても、反磁界が永久磁石片３２に作用する範囲を狭くすることが可能である。
【００６７】
特に、突起２４の径方向幅ｄ２は保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも長く設定されるので、反磁界が保持部２２を介して永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに作用することを抑制しつつ、反磁界が磁石挿入孔４０の内周縁部４２側へ印加され易くなるように構成することが可能である。
【００６８】
このように、本変形例においても、上述の第１実施形態と同様、永久磁石片３２のパーミアンスを向上させると共に、反磁界に対する永久磁石片３２の減磁タフネスを向上させることが可能である。
【００６９】
（第６変形例）
また、第５変形例のように、突起２４が保持部２２の径方向外側端面２２ｂから磁石挿入孔４０の外周縁部４４に向かって延設される構成においても、図１９に示すように、一対の永久磁石片３２同士が互いに平行とならないように配置しても構わない。
【００７０】
より具体的に、本変形例では、周方向に隣り合う一対の永久磁石片３２の外周面３２ｂ同士が１８０°より大きい角度θ´をなすよう、磁石挿入孔４０が断面略ハの字形状とされており、一対の永久磁石片３２が当該磁石挿入孔４０に挿入されることによって固定されている。そして、ロータコア２０は、一対の永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の内周縁部４２から径方向外側に延出するように形成された保持部２２と、保持部２２の径方向外側端面２２ｂから磁石挿入孔４０の外周縁部４４に向かって延設された突起２４と、を有する。
【００７１】
したがって、突起２４と、永久磁石片３２との間の周方向距離は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２側から外周縁部４４側に向かうに従って、すなわち径方向外側に向かうに従って、大きくなるように形成される。
【００７２】
このように構成することによって、ステータからの反磁界が突起２４を介して永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに作用することを抑制しつつ、より効果的に反磁界が磁石挿入孔４０の内周縁部４２側へ印加されやすくなるように構成することができる。
【００７３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る回転電機のロータ１０について説明する。本実施形態のロータ１０は、第１実施形態と基本的構成を同一とするので、相違部分を中心に説明し、同一又は相当部分については、同一符号を付すことによってその説明を省略又は簡略化する。
【００７４】
図２０及び図２１に示すように、本実施形態のロータコア２０は、周方向に隣り合う永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向内側に延出するように形成されると共に、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに当接する保持部２２と、周方向に隣り合う永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の内周縁部４２から径方向外側に延出するように形成される突起２４と、を有する。
【００７５】
保持部２２は、その周方向幅Ｄ１が一対の永久磁石片３２の間の周方向幅Ｌ１と略等しくなるように形成されており、一対の永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃ（周方向端部）と当接し、これら一対の永久磁石片３２を周方向に位置決めして保持する。
【００７６】
突起２４は、周方向幅ｄ１が保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも小さく形成されており、一対の永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃと離間する。
【００７７】
また、突起２４の径方向幅ｄ２は、保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも大きく設定されている。ここで、保持部２２及び突起２４の径方向幅の合計（Ｄ２＋ｄ２）は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２及び外周縁部４４の間の径方向幅Ｌ２よりも小さくなるように設定されているので（Ｄ２＋ｄ２＜Ｌ２）、保持部２２と突起２４とは径方向に離間する。したがって、従来の特許文献１のようなセンターリブを介した磁束の短絡が抑制され、トルクの低下を抑制することが可能である。
【００７８】
また、磁路中に積層鋼板からなる突起２４が設けられたことにより、透磁率が増加するので、突起２４近傍の永久磁石片３２のパーミアンスが向上する。
【００７９】
また、磁石挿入孔４０の内周縁部４２から径方向外側に延びる突起２４を設けたことによって、ステータの反磁界が保持部２２を介して突起２４に作用する。ここで、突起２４の周方向幅ｄ１が保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも小さく設定されることにより、突起２４と永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃとの間には磁気的空隙が形成されるので、反磁界が突起２４から永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに向かって作用することが抑制される。
【００８０】
特に、突起２４の径方向幅ｄ２は保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも長く設定されるので、反磁界が保持部２２を介して永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに作用することを抑制しつつ、反磁界が磁石挿入孔４０の内周縁部４２側へ印加され易くなるように構成することが可能である。
【００８１】
このように、本実施形態においても、上述の第１実施形態と同様の効果を奏することが可能である。
【００８２】
なお、本実施形態においても、磁極部５０を構成する永久磁石３０を、周方向に分割された３個以上の永久磁石片３２によって構成してもよいことは言うまでもない。
【００８３】
（第７変形例）
また、図２２及び図２３に示すように、ロータコア２０は、周方向に隣り合う永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の内周縁部４２から径方向外側に延出するように形成されると共に、永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃに当接する保持部２２と、周方向に隣り合う永久磁石片３２の周方向における間において、磁石挿入孔４０の外周縁部４４から径方向外側に延出するように形成される突起２４と、を有しても構わない。
【００８４】
突起２４は、保持部２２の周方向幅Ｄ１よりも周方向幅ｄ１が小さく形成されており、一対の永久磁石片３２の周方向内側端部３２ｃと離間する。
【００８５】
また、突起２４の径方向幅ｄ２は、保持部２２の径方向幅Ｄ２よりも大きく設定されている。ここで、保持部２２及び突起２４の径方向幅の合計（Ｄ２＋ｄ２）は、磁石挿入孔４０の内周縁部４２及び外周縁部４４の間の径方向幅Ｌ２よりも小さくなるように設定されているので（Ｄ２＋ｄ２＜Ｌ２）、保持部２２と突起２４とは径方向に離間する。
【００８６】
本変形例のように構成した場合、上述の第２実施形態と同様、永久磁石片３２のパーミアンスを向上させると共に、反磁界に対する永久磁石片３２の減磁タフネスを向上させることが可能である。
【００８７】
なお、本発明の回転電機のロータ１０は、上述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良などが可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１０    ロータ
２０    ロータコア
２２    保持部
２２ａ  径方向内側端面（径方向端面）
２２ｂ  径方向外側端面（径方向端面）
２４    突起
３０    永久磁石
３２    永久磁石片
３２ａ  内周面
３２ｂ  外周面
３２ｃ  周方向内側端部（周方向端部）
４０    磁石挿入孔
４０Ｓ  空隙
４２    内周縁部
４４    外周縁部
５０    磁極部
Ｂ      磁路
Ｄ１    周方向幅
Ｄ２    径方向幅
ｄ１    周方向幅
ｄ２    径方向幅
Ｌ１    周方向幅
Ｌ２    径方向幅
【図１】
2014107913.tif 000003
【図２】
2014107913.tif 000004
【図３】
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【図４】
2014107913.tif 000006
【図７】
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【図８】
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【図９】
2014107913.tif 000009
【図１０】
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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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【図１８】
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【図１９】
2014107913.tif 000017
【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
2014107913.tif 000021
【図２４】
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【図２５】
2014107913.tif 000023
【図２６】
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【図２７】
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【図５】
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【図６】
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【図１１】
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【図１２】
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