(57)【要約】  回転子鉄心８には、回転子鉄心８の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が周方向に３つ以上形成され、回転子鉄心８の積厚をＸとし、固定子鉄心４の積厚をＹとし、各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、各磁石収容孔の外径側面と回転子鉄心８の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、回転子鉄心８の断面積から断面積Ｓ２と断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１とし、磁石の磁力をａとしたとき、回転子鉄心８は、両端が固定子鉄心４の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）の関係を満たすように形成されている。
2014014073.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心と、複数の電磁鋼板を積層して成る前記回転子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、
前記回転子鉄心には、前記回転子鉄心の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が、周方向に３つ以上形成され、
前記回転子鉄心の積厚をＸとし、前記固定子鉄心の積厚をＹとし、前記各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、前記各磁石収容孔の外径側面と前記回転子鉄心の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、前記回転子鉄心の断面積から前記断面積Ｓ２と前記断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１とし、前記磁石の磁力をａとしたとき、
前記回転子鉄心は、両端が前記固定子鉄心の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）の関係を満たすように形成されていることを特徴とする埋込磁石型同期電動機。
【請求項２】
前記各磁石収容孔は、曲率中心が回転子鉄心の径方向外側に位置する円弧状に形成され、周方向端部が前記回転子鉄心の外周面近傍に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項３】
前記各磁石収容孔は、周方向に延びる平板状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項４】
前記各磁石収容孔は、前記回転子鉄心の外周側に設けられ前記回転子鉄心の内周面へ突となるコの字状の第１の磁石収容孔と、この第１の磁石収容孔と前記回転子鉄心の内周面との間に配置され前記第１の磁石収容孔と相似形の第２の磁石収容孔と、から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項５】
前記各磁石収容孔は、前記回転子鉄心の内周面側に突となるＶ字状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を回転子鉄心の内部に埋め込んだ埋込磁石型同期電動機（ＩＰＭＳＭ）に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
埋込磁石型同期電動機において高磁力化を図る一般的な手法は、回転子鉄心の軸方向長さ（ロータ積厚）と固定子鉄心の軸方向長さ（ステータ積厚）を共に大きくすることである。ただし、このように構成した場合、電動機の基本構成材料である銅、鉄、磁石などの使用量が増えてしまいコスト高となり好ましくない。下記特許文献１に代表される従来の埋込磁石型同期電動機では、ロータ積厚がステータ積厚より大きく形成（オーバーハング）されているため、直接的な材料費が回転子を構成する鉄と磁石だけで済み、製造コストを抑制することができる。また、従来技術では、回転子鉄心の軸方向に延びる部分（オーバーハング部）に設けられた永久磁石の外周面より生じる磁束が、このオーバーハング部における回転子磁極部を通り固定子鉄心に有効磁束として働くため、効率が改善される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−１１６０４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、回転子鉄心の外周側鉄心部の磁束密度は、オーバーハング部の長さ（ステータ積厚とロータ積厚との差分）が大きくなるにつれて高くなり、オーバーハング部の長さが所定長に達すると有効磁束量が飽和する。すなわち、オーバーハング部の長さを大きくするだけでは磁束を有効に利用することができないため、回転子鉄心の断面積と磁束が通過する回転子鉄心の外周側鉄心部の面積との関係性が重要となる。一方、オーバーハングできる量は電動機の大きさによって変動するため、ステータ積厚とロータ積厚との関係性も重要となる。しかしながら、上記特許文献１に代表される従来技術では、これらの関係性が考慮されていないため、電動機の高効率化を図りながら更なる製造コストの低減を図るというニーズに対応することができないという課題があった。【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電動機の高効率化を図りながら更なる製造コストの低減を図ることが可能な埋込磁石型同期電動機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心と、複数の電磁鋼板を積層して成る前記回転子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、前記回転子鉄心には、前記回転子鉄心の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が、周方向に３つ以上形成され、前記回転子鉄心の積厚をＸとし、前記固定子鉄心の積厚をＹとし、前記各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、前記各磁石収容孔の外径側面と前記回転子鉄心の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、前記回転子鉄心の断面積から前記断面積Ｓ２と前記断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１とし、前記磁石の磁力をａとしたとき、前記回転子鉄心は、両端が前記固定子鉄心の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）の関係を満たすように形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、回転子鉄心の断面積と磁束が通過する回転子鉄心の外周側鉄心部の面積とステータ積厚とロータ積厚との関係性を考慮した回転子を用いるようにしたので、電動機の高効率化を図りながら更なる製造コストの低減を図ることができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機の側面図である。
【図２】図２は、図１に示される回転子の断面図である。
【図３】図３は、図１に示される回転子鉄心の断面図である。
【図４】図４は、外周側鉄心部の拡大図である。
【図５】図５は、外周側鉄心部が設けられていない回転子から固定子鉄心へ流れる磁束を表す図である。
【図６】図６は、外周側鉄心部が設けられている回転子から固定子鉄心へ流れる磁束を表す図である。
【図７】図７は、各磁石間を直線状に進む磁束を模式的に表す図である。
【図８】図８は、回転子鉄心に風穴が形成された回転子の断面図である。
【図９】図９は、図８に示される回転子における断面積Ｓ１と断面積Ｓ３との関係を説明するための図である。
【図１０】図１０は、回転子の第１の変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、図１０に示される回転子の断面積を説明するための図である。
【図１２】図１２は、図１０に示される回転子の外周側鉄心部を説明するための図である。
【図１３】図１３は、回転子の第２の変形例を示す図である。
【図１４】図１４は、図１３に示される回転子の断面積を説明するための図である。
【図１５】図１５は、図１３に示される回転子の外周側鉄心部を説明するための図である。
【図１６】図１６は、回転子の第３の変形例を示す図である。
【図１７】図１７は、図１６に示される回転子の断面積を説明するための図である。
【図１８】図１８は、図１６に示される回転子の外周側鉄心部を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る埋込磁石型同期電動機の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１０】
実施の形態．
図１は、本発明の実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機の側面図であり、図２は、図１に示される回転子２の断面図である。図３は、図１に示される回転子鉄心８の断面図であり、図４は、外周側鉄心部８−１の拡大図である。
【００１１】
図１に示される埋込磁石型同期電動機は、固定子１１および回転子２を有して構成されている。固定子１１は、主たる構成として、鉄心抜板と呼ばれるケイ素鋼板を金型で打ち抜いたものを回転軸１の軸方向に複数枚積層して成る固定子鉄心４と、固定子鉄心４に巻回された巻線３とを有して構成されている。固定子１１の内周側には回転子２が回転可能に配設されている。回転子２は、主たる構成として、回転エネルギーを伝達するための回転軸１と、この回転軸１の外周部に設けられた回転子鉄心８とを有して構成されている。回転子鉄心８は、固定子鉄心４と同様にケイ素鋼板を金型で打ち抜いたものを回転軸１の軸方向に複数枚積層して製作され、円筒状に形成されている。
【００１２】
以下の説明では、回転子鉄心８の軸方向長さをロータ積厚Ｘと称し、固定子鉄心４の軸方向長さをステータ積厚Ｙと称する。また、固定子鉄心４の中心から軸方向端部４ａまでの長さＬ１と、回転子鉄心８の中心から軸方向端部８ｅまでの長さＬ２との差分をオーバーハング長Ｚと称する。図１に示されるロータ積厚Ｘは、オーバーハング長Ｚの２倍の長さ（Ｚ×２）をステータ積厚Ｙに加えた大きさとなる。
【００１３】
図３において、回転子鉄心８には、周方向に沿って同一円周上に磁石収容孔９が形成されている。磁石収容孔９は、外周面１０側に配置されると共に、曲率中心が回転子２の径方向外側に位置する逆円弧状に形成されている。具体的には、磁石収容孔９は、外周面１０側の面（外径側面９ｂ）と回転子２の内周面６側の面（内径側面９ａ）とが共に回転軸１側へ湾曲突状に形成され、かつ、周方向端部９ｃが外周面１０の近傍に位置するように形成されている。なお、図２に示される磁石７の外縁形状は、磁石収容孔９の内縁形状と略相似であり、各磁石収容孔９には磁石７が収容される。
【００１４】
また、図３において、回転子鉄心８は、外周面１０と外径側面９ｂとの間に形成された外周側鉄心８ｃと、外周面１０と周方向端部９ｃとの間に形成された外周側薄肉鉄心８ｄと、回転軸１を取り囲むように回転子２の中心側に形成された中心側鉄心８ａと、中心側鉄心８ａと内径側面９ａとの間に形成された内周側鉄心８ｂとから成る。この内周側鉄心８ｂは、各磁石収容孔９の内径側面９ａの中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【００１５】
図４において、各磁石収容孔９が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、周方向端部９ｃと、外径側面９ｂとに囲まれた部分が、外周側薄肉鉄心８ｄの面積と外周側鉄心８ｃの面積との総和になる。以下の説明では、外周側薄肉鉄心８ｄと外周側鉄心８ｃとを足し合わせた鉄心部を外周側鉄心部８−１と称する。
【００１６】
図３には、前述した中心側鉄心８ａの断面積Ｓ１と外周側鉄心部８−１の断面積Ｓ２と内周側鉄心８ｂの断面積Ｓ３とが示されている。断面積Ｓ１は、回転子鉄心８の断面積から断面積Ｓ２および断面積Ｓ３を差し引いた面積を表す。本実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機では、ステータ積厚Ｙ、ロータ積厚Ｘ、断面積Ｓ１、断面積Ｓ２、および電磁力（磁石７の磁力ａ）が以下の関係性を満たすように構成されている。
Ｘ−Ｙ＞０ｍｍ・・・（１）
Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）・・・（２）
【００１７】
図５〜図７を用いてこの関係性を説明する。図５は、外周側鉄心部８−１が設けられていない回転子２０から固定子鉄心４へ流れる磁束を表す図である。図５に示される回転子２０の回転子鉄心８０には、図３に示される外周側鉄心部８−１が設けられていないものとする。前述したようにステータ積厚Ｙのみ大きくしてモータ効率を向上させる場合、回転子２０の材料のみ増加するため、ロータ積厚Ｘとステータ積厚Ｙの両方を大きくする場合に比べて、製造コストを抑えることができる。ただし、回転子鉄心８０をオーバーハングさせた場合、オーバーハング部の磁束は、図５に示される破線矢印のように、回転子鉄心８０の外周面と固定子鉄心４の内周面との間の空隙以外の部分を通過して、固定子鉄心４へ入る。そのため、当該部分を通過する磁束は大幅に減衰し、この磁束が固定子鉄心４へ有効磁束として作用する度合いは小さくなり、ロータ積厚Ｘを大きくした分の効果が得られない。このようなオーバーハング部の磁束ロスを無くすためには、回転子２０に軸方向の磁路を形成する必要がある。
【００１８】
図６は、外周側鉄心部８−１が設けられている回転子２１から固定子鉄心４へ流れる磁束を表す図である。図６に示される回転子鉄心８１には図３に示される外周側鉄心部８−１が設けられているものとする。このように構成された回転子２１では、オーバーハング部に設けられた永久磁石の外周面に生じる磁束が、外周側鉄心部８−１を磁路として通る。そのため、この磁束は図６に示される破線矢印のように回転子鉄心８１の外周面と固定子鉄心４の内周面との間の空隙を介して固定子鉄心４へ入る。
【００１９】
ここで、外周側鉄心部８−１の磁束密度は、外周側鉄心部８−１の断面積が一定であるとき、オーバーハング長Ｚが大きくなるにつれて高くなり、オーバーハング長Ｚが所定長に達すると有効磁束量が飽和する。すなわち、オーバーハング量を大きくしたことによる効果（有効磁束量を増やすこと）を得るためには、磁束が通過する外周側鉄心部８−１の断面積を大きくしなければならない。このように、オーバーハング長Ｚを大きくするだけでは磁束を有効に利用することができないため、回転子鉄心８１の断面積と磁束が通過する回転子鉄心の外周側鉄心部８−１の面積との関係性が重要となる。一方、オーバーハングできる量は電動機の大きさによって変動するため、ステータ積厚Ｙとロータ積厚Ｘとの関係性も重要となる。
【００２０】
本実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機では、回転子鉄心８の断面積と、磁束が通過する外周側鉄心部８−１の断面積と、ステータ積厚Ｙと、ロータ積厚Ｘとの相関関係を考慮し、ロータ積厚Ｘが（１）、（２）、および（３）の関係式を満たすように構成されている。すなわち、（１）式ではロータ積厚Ｘの最小値が規定され、（２）式ではロータ積厚Ｘの最大値が規定されている。この（２）式によれば、磁力ａの値を一定とした場合、断面積Ｓ１に対する断面積Ｓ２の比率が大きくなるほどロータ積厚Ｘの最大値が大きくなる。換言すると、オーバーハング長Ｚが大きくなるほど断面積Ｓ２が相対的に大きくなり、オーバーハング量を大きくしたことによる効果を得ることができる。
【００２１】
なお、回転子２の片側のオーバーハング長Ｚは、Ｚ＝Ｙ×Ｓ２／Ｓ１で表すことができ、回転子２の両端側がオーバーハングすることを考慮すると、ステータ積厚Ｙにオーバーハング長Ｚの２倍の長さ（Ｚ×２）を加えたものが、ロータ積厚Ｘの最大値となる。ロータ積厚Ｘがこの最大値以上の大きさの場合、磁気飽和してしまうため効果的ではない。また、外周側鉄心部８−１の磁気飽和は回転子２に挿入される磁力ａの大きさにも影響される。一般的な磁石７の磁束密度は０．３〜１．５Ｔ（テスラ）であり、オーバーハング量に対する磁力ａの影響は磁力ａの逆数で表すことができる。すなわち、磁力ａが弱くなるほど回転子２のオーバーハングできる量は大きくなり、磁力ａが強くなるほど回転子２のオーバーハングできる量は制約される。
【００２２】
（２）の関係式に用いられる断面積Ｓ１から断面積Ｓ３を差し引かれている理由を説明する。図７は、各磁石７間を直線状に進む磁束を模式的に表す図である。回転子鉄心８の内部において、各磁石７間に流れる磁束は矢印の方向に直線的に進む。これは、磁束が電磁鋼板を通過する際、磁束は磁気抵抗が低い経路を通過する習性があり、例えば図７の六角形の破線で囲まれた部分（内周側鉄心８ｂ）が磁気回路として利用されない（磁路として利用されない）ためである。
【００２３】
図８は、回転子鉄心に風穴が形成された回転子２−１の断面図であり、図９は、図８に示される回転子２−１における断面積Ｓ１と断面積Ｓ３との関係を説明するための図である。以下、図１〜図７と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２４】
回転子２−１の内周面６と磁石７（磁石収容孔９）との間には、冷媒や冷凍機油が通過するための連通穴１２が設けられている。この連通穴１２は空気層となるため、連通穴１２には磁束が通過できない。従って、中心側鉄心８ａ−１の断面積Ｓ１から連通穴１２の断面積を除く必要がある。連通穴１２が設けられた回転子２−１において、上記（２）式に用いられる断面積Ｓ１としては、回転子鉄心８２の断面積から、内周側鉄心８ｂ−１の断面積Ｓ３と各連通穴１２の断面積と外周側鉄心８ｃの断面積Ｓ２とを差し引いた面積が用いられる。なお、内周側鉄心８ｂ−１は、各磁石収容孔９の内径側面９ａの中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【００２５】
なお、図９に示される断面積Ｓ２は、図３に示される断面積Ｓ２と同様に、外周側薄肉鉄心８ｄと外周側鉄心８ｃとを足し合わせた外周側鉄心部８−１の断面積である。なお、本実施の形態では、外周側鉄心部８−１が設けられていれば（２）式が成り立つため、磁石枚数、磁極形状、極数に関係なく適用可能である。
【００２６】
図１０は、回転子の第１の変形例を示す図であり、図１１は、図１０に示される回転子２−２の断面積を説明するための図であり、図１２は、図１０に示される回転子２−２の外周側鉄心部を説明するための図である。以下、図１〜図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００２７】
図１１には、同一円周上に設けられると共に周方向に延びる平板状の磁石収容孔９−１が形成された回転子鉄心８３を有する回転子２−２が示されている。磁石収容孔９−１には、図１０に示されるように平板状の磁石７−１が収容される。
【００２８】
回転子鉄心８３は、内周側鉄心８ｂ−２、中心側鉄心８ａ−２、および外周側鉄心８ｃ−２から成り、外周側鉄心８ｃ−２が図２の外周側鉄心部８−１に相当する。すなわち、図１２に示されるように、各磁石収容孔９−１が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、磁石収容孔９−１の周方向端部９ｃ−１と、磁石収容孔９−１の外径側面９ｂ−１とに囲まれた部分（外周側鉄心８ｃ−２）が外周側鉄心部８−１に相当する。なお、内周側鉄心８ｂ−２は、各磁石収容孔９−１の内径側面９ａ−１の中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【００２９】
図１１には、中心側鉄心８ａ−２の断面積Ｓ１と外周側鉄心部（外周側鉄心８ｃ−２）の断面積Ｓ２と内周側鉄心８ｂ−２の断面積Ｓ３とが示され、これらの断面積Ｓ１〜Ｓ３の総和が回転子鉄心８３の断面積である。断面積Ｓ１は、回転子鉄心８３の断面積から断面積Ｓ２および断面積Ｓ３を差し引いた面積を表す。このように構成した場合でも外周側鉄心部（外周側鉄心８ｃ−２）が存在するため、オーバーハングの効果が期待できる。
【００３０】
図１３は、回転子の第２の変形例を示す図であり、図１４は、図１３に示される回転子２−３の断面積を説明するための図であり、図１５は、図１３に示される回転子２−３の外周側鉄心部を説明するための図である。以下、図１〜図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３１】
埋込磁石型同期電動機には、１つの極に複数の磁石を用いた回転子が用いられる場合がある。図１４には、このような回転子の一例として、同一円周上に設けられると共に径方向に分割して２層構造の磁石収容孔（９−２、９−３）が形成された回転子鉄心８４を有する回転子２−３が示されている。第１の磁石収容孔９−２は、回転子鉄心８４の外周面１０側に配置され内周面６側へ突となるＣ字状あるいはコの字状に形成されている。また、第２の磁石収容孔９−３は、第１の磁石収容孔９−２よりも内周面６側に配置され第１の磁石収容孔９−２と相似形に形成されている。図１３に示されるように、第１の磁石収容孔９−２の中央部には平板状の磁石７−２が収容され、第２の磁石収容孔９−３の中央部には平板状の磁石７−３が収容される。
【００３２】
回転子鉄心８４は、内周側鉄心８ｂ−３、中心側鉄心８ａ−３、および外周側鉄心８ｃ−３から成り、外周側鉄心８ｃ−３が図２の外周側鉄心部８−１に相当する。すなわち、図１５に示されるように、第２の磁石収容孔９−３が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、第２の磁石収容孔９−３の周方向端部９ｃ−２と、第２の磁石収容孔９−３の外径側面９ｂ−２とに囲まれた部分（外周側鉄心８ｃ−３）が外周側鉄心部８−１に相当する。なお、内周側鉄心８ｂ−３は、各第２の磁石収容孔９−３の内径側面９ａ−２の中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【００３３】
図１４には、中心側鉄心８ａ−３の断面積Ｓ１と外周側鉄心部（外周側鉄心８ｃ−３）の断面積Ｓ２と内周側鉄心８ｂ−３の断面積Ｓ３とが示されている。断面積Ｓ１〜Ｓ３の総和が回転子鉄心８４の断面積であり、断面積Ｓ１は、回転子鉄心８４の断面積から断面積Ｓ２および断面積Ｓ３を差し引いた面積を表す。このように構成した場合でも外周側鉄心部（外周側鉄心８ｃ−３）が存在するため、オーバーハングの効果が期待できる。なお、図１３から図１５には径方向に２層の磁石を用いた回転子２−３が示されているが、径方向に３層以上の磁石を用いた回転子でも同様の効果が期待できる。
【００３４】
図１６は、回転子の第３の変形例を示す図であり、図１７は、図１６に示される回転子２−４の断面積を説明するための図であり、図１８は、図１６に示される回転子２−４の外周側鉄心部を説明するための図である。以下、図１〜図９と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述べる。
【００３５】
図１７には、同一円周上に設けられると共に内周面６側に突となるＶ字状の磁石収容孔９−４が形成された回転子鉄心８５を有する回転子２−４が示されている。図１６に示されるように、磁石収容孔９−４の直線部には平板状の磁石７−４が収容される。
【００３６】
回転子鉄心８５は、内周側鉄心８ｂ−４、中心側鉄心８ａ−４、および外周側鉄心８ｃ−４から成り、外周側鉄心８ｃ−４が図２の外周側鉄心部８−１に相当する。すなわち、図１８に示されるように、各磁石収容孔９−４が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、磁石収容孔９−４の周方向端部９ｃ−３と、磁石収容孔９−４の外径側面９ｂ−３とに囲まれた部分（外周側鉄心８ｃ−４）が外周側鉄心部８−１に相当する。なお、内周側鉄心８ｂ−４は、各磁石収容孔９−４の内径側面９ａ−３の中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【００３７】
図１７には、中心側鉄心８ａ−４の断面積Ｓ１と外周側鉄心部（外周側鉄心８ｃ−４）の断面積Ｓ２と内周側鉄心８ｂ−４の断面積Ｓ３とが示されている。断面積Ｓ１〜Ｓ３の総和が回転子鉄心８５の断面積であり、断面積Ｓ１は、回転子鉄心８５の断面積から断面積Ｓ２および断面積Ｓ３を差し引いた面積を表す。このように構成した場合でも外周側鉄心部が存在するため、オーバーハングの効果が期待できる。
【００３８】
以上に説明したように、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心８と、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心８の外周側に配置される固定子鉄心４とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、回転子鉄心８には、回転子鉄心８の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石７（７−１〜７−４）を収納する磁石収容孔９（９−１〜９−４）が、周方向に３つ以上形成され、回転子鉄心８の積厚をＸとし、固定子鉄心４の積厚をＹとし、各磁石収容孔９の内径側面９ａ（９ａ−１〜９ａ−３）の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、各磁石収容孔９の外径側面９ｂ（９ｂ−１〜９ｂ−３）と回転子鉄心８の外周面１０との間に設けられた外周側鉄心部８−１の断面積をＳ２とし、回転子鉄心８の断面積から断面積Ｓ２と断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１とし、磁石７の磁力をａとしたとき、回転子鉄心８は、両端（一方の軸方向端部８ｅと他方の軸方向端部８ｅ）が固定子鉄心４の両端（一方の軸方向端部４ａと他方の軸方向端部４ａ）よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）の関係を満たすように形成されているので、固定子鉄心４を大きくすることなくオーバーハング量を大きくしたことによる効果を得ることができる。従って、電動機の高効率化を図りながら更なる製造コストの低減を図ることができる。その結果、電動機本体の小型化と減容化を図ることができると共に、電動機の梱包材などの減容化を図ることができる。また、効率の向上に伴い従来の電動機よりエネルギー消費量を低減でき、ＬＣＡ（Ｌｉｆｅ  Ｃｙｃｌｅ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）の点からも好ましい電動機を提供可能である。
【００３９】
また、図３、図４に示されるように、各磁石収容孔９は、曲率中心が回転子鉄心８の径方向外側に位置する円弧状に形成され、周方向端部９ｃが回転子鉄心８の外周面１０近傍に位置し、外周側鉄心部８−１は、各磁石収容孔９が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、回転子鉄心８の外周面１０と、周方向端部９ｃと、外径側面９ｂとに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔９が逆円弧状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【００４０】
また、図１１、図１２に示されるように、各磁石収容孔９−１は、周方向に延びる平板状に形成され、外周側鉄心部８−１は、各磁石収容孔９−１が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、回転子鉄心８３の外周面１０と、磁石収容孔９−１の周方向端部９ｃ−１と、磁石収容孔９−１の外径側面９ｂ−１とに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔９−１が平板状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【００４１】
また、図１４、図１５に示されるように、各磁石収容孔は、回転子鉄心８４の外周側に設けられ回転子鉄心８４の内周面６へ突となるコの字状の第１の磁石収容孔９−２と、第１の磁石収容孔９−２と回転子鉄心８４の内周面６との間に配置され第１の磁石収容孔９−２と相似形の第２の磁石収容孔９−３と、から成り、外周側鉄心部８−１は、各第２の磁石収容孔９−３が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、周方向端部９ｃ−２と、外径側面９ｂ−２とに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔がコの字状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【００４２】
また、図１７、図１８に示されるように、各磁石収容孔９−４は、回転子鉄心８５の内周面６側に突となるＶ字状に形成され、外周側鉄心部８−１は、各磁石収容孔９−４が最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、回転子鉄心８４の外周面１０と、周方向端部９ｃ−３と、外径側面９ｂ−３とに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔９−４がＶ字状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【００４３】
なお、本実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機では渦電流損失を低減するため複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心および固定子鉄心が用いられているが、回転子鉄心および固定子鉄心の形状は複数の電磁鋼板を積層したものに限定されるものではない。
【００４４】
なお、本発明の実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機は、本発明の内容の一例を示すものであり、更なる別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略するなど、変更して構成することも可能であることは無論である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
以上のように、本発明は、埋込磁石型同期電動機に適用可能であり、特に、電動機の高効率化を図りながら更なる製造コストの低減を図ることができる発明として有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１  回転軸、２，２−１，２−２，２−３，２−４，２０，２１  回転子、３  巻線、４  固定子鉄心、４ａ，８ｅ  軸方向端部、６  内周面、７，７−１，７−２，７−３，７−４  磁石、８，８０，８１，８２，８３，８４，８５  回転子鉄心、８ａ，８ａ−１，８ａ−２，８ａ−３，８ａ−４  中心側鉄心、８ｂ，８ｂ−１，８ｂ−２，８ｂ−３，８ｂ−４  内周側鉄心、８ｃ，８ｃ−２，８ｃ−３，８ｃ−４  外周側鉄心、８ｄ  外周側薄肉鉄心、８−１  外周側鉄心部、９，９−１，９−４  磁石収容孔、９−２  第１の磁石収容孔、９−３  第２の磁石収容孔、９ａ，９ａ−１，９ａ−２，９ａ−３  内径側面、９ｂ，９ｂ−１，９ｂ−２，９ｂ−３  外径側面、９ｃ，９ｃ−１，９ｃ−２，９ｃ−３  周方向端部、１０  外周面、１１  固定子、１２  連通穴。
【図１】
2014014073.tif 000003
【図２】
2014014073.tif 000004
【図３】
2014014073.tif 000005
【図４】
2014014073.tif 000006
【図５】
2014014073.tif 000007
【図６】
2014014073.tif 000008
【図７】
2014014073.tif 000009
【図８】
2014014073.tif 000010
【図９】
2014014073.tif 000011
【図１０】
2014014073.tif 000012
【図１１】
2014014073.tif 000013
【図１２】
2014014073.tif 000014
【図１３】
2014014073.tif 000015
【図１４】
2014014073.tif 000016
【図１５】
2014014073.tif 000017
【図１６】
2014014073.tif 000018
【図１７】
2014014073.tif 000019
【図１８】
2014014073.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成26年12月16日(2014.12.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心と、複数の電磁鋼板を積層して成る前記回転子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、
前記回転子鉄心には、前記回転子鉄心の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が、周方向に３つ以上形成され、
前記回転子鉄心の積厚をＸとし、前記固定子鉄心の積厚をＹとし、前記各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、前記各磁石収容孔の外径側面と前記回転子鉄心の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、前記回転子鉄心の断面積から前記断面積Ｓ２と前記断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１としたとき、
前記回転子鉄心は、両端が前記固定子鉄心の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）×２）の関係を満たし、前記磁石の磁束密度が低くなるほど前記回転子鉄心の端部が前記固定子鉄心の端部よりもオーバーハングする量を大きくするように形成されている埋込磁石型同期電動機。
【請求項２】
前記各磁石収容孔は、曲率中心が回転子鉄心の径方向外側に位置する円弧状に形成され、周方向端部が前記回転子鉄心の外周面近傍に位置するように形成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項３】
前記各磁石収容孔は、周方向に延びる平板状に形成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項４】
前記各磁石収容孔は、前記回転子鉄心の外周側に設けられ前記回転子鉄心の内周面へ突となるコの字状の第１の磁石収容孔と、この第１の磁石収容孔と前記回転子鉄心の内周面との間に配置され前記第１の磁石収容孔と相似形の第２の磁石収容孔と、から構成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項５】
前記各磁石収容孔は、前記回転子鉄心の内周面側に突となるＶ字状に形成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の埋込磁石型同期電動機は、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心と、複数の電磁鋼板を積層して成る前記回転子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、前記回転子鉄心には、前記回転子鉄心の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が、周方向に３つ以上形成され、前記回転子鉄心の積厚をＸとし、前記固定子鉄心の積厚をＹとし、前記各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、前記各磁石収容孔の外径側面と前記回転子鉄心の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、前記回転子鉄心の断面積から前記断面積Ｓ２と前記断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１としたとき、前記回転子鉄心は、両端が前記固定子鉄心の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）×２）の関係を満たし、前記磁石の磁束密度が低くなるほど前記回転子鉄心の端部が前記固定子鉄心の端部よりもオーバーハングする量を大きくするように形成されている。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、図３において、回転子鉄心８は、外周面１０と外径側面９ｂとの間に形成された外周側鉄心８ｃと、外周面１０と周方向端部９ｃとの間に形成された外周側薄肉鉄心８ｄと、回転軸１を取り囲むように回転子２の中心側に形成された中心側鉄心８ｂと、中心側鉄心８ｂと内径側面９ａとの間に形成された内周側鉄心８ａとから成る。この内周側鉄心８ｂは、各磁石収容孔９の内径側面９ａの中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
図４において、各磁石収容孔９が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、周方向端部９ｃと、外径側面９ｂとに囲まれた部分が、外周側薄肉鉄心８ｄの面積と外周側鉄心８ｃの面積との総和になる。以下の説明では、外周側薄肉鉄心８ｄと外周側鉄心８ｃとを足し合わせた鉄心部を外周側鉄心部８−１と称する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
図３には、前述した中心側鉄心８ａの断面積Ｓ１と外周側鉄心部８−１の断面積Ｓ２と内周側鉄心８ｂの断面積Ｓ３とが示されている。断面積Ｓ１は、回転子鉄心８の断面積から断面積Ｓ２および断面積Ｓ３を差し引いた面積を表す。本実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機では、ステータ積厚Ｙ、ロータ積厚Ｘ、断面積Ｓ１、断面積Ｓ２が以下の関係性を満たすように構成されている。
Ｘ−Ｙ＞０ｍｍ・・・（１）
Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）×２）・・・（２）
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
図５〜図７を用いてこの関係性を説明する。図５は、外周側鉄心部８−１が設けられていない回転子２０から固定子鉄心４へ流れる磁束を表す図である。図５に示される回転子２０の回転子鉄心８０には、図３に示される外周側鉄心部８−１が設けられていないものとする。前述したようにロータ積厚Ｘのみ大きくしてモータ効率を向上させる場合、回転子２０の材料のみ増加するため、ロータ積厚Ｘとステータ積厚Ｙの両方を大きくする場合に比べて、製造コストを抑えることができる。ただし、回転子鉄心８０をオーバーハングさせた場合、オーバーハング部の磁束は、図５に示される破線矢印のように、回転子鉄心８０の外周面と固定子鉄心４の内周面との間の空隙以外の部分を通過して、固定子鉄心４へ入る。そのため、当該部分を通過する磁束は大幅に減衰し、この磁束が固定子鉄心４へ有効磁束として作用する度合いは小さくなり、ロータ積厚Ｘを大きくした分の効果が得られない。このようなオーバーハング部の磁束ロスを無くすためには、回転子２０に軸方向の磁路を形成する必要がある。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
本実施の形態に係る埋込磁石型同期電動機では、回転子鉄心８の断面積と、磁束が通過する外周側鉄心部８−１の断面積と、ステータ積厚Ｙと、ロータ積厚Ｘとの相関関係を考慮し、ロータ積厚Ｘが（１）および（２）の関係式を満たすように構成されている。すなわち、（１）式ではロータ積厚Ｘの最小値が規定され、（２）式ではロータ積厚Ｘの最大値が規定されている。この（２）式によれば、磁力ａの値を一定とした場合、断面積Ｓ１に対する断面積Ｓ２の比率が大きくなるほどロータ積厚Ｘの最大値が大きくなる。換言すると、オーバーハング長Ｚが大きくなるほど断面積Ｓ２が相対的に大きくなり、オーバーハング量を大きくしたことによる効果を得ることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
なお、回転子２の片側のオーバーハング長Ｚは、Ｚ＝Ｙ×Ｓ２／Ｓ１／αで表すことができ、回転子２の両端側がオーバーハングすることを考慮すると、ステータ積厚Ｙにオーバーハング長Ｚの２倍の長さ（Ｚ×２）を加えたものが、ロータ積厚Ｘの最大値となる。ロータ積厚Ｘがこの最大値以上の大きさの場合、磁気飽和してしまうため効果的ではない。また、外周側鉄心部８−１の磁気飽和は回転子２に挿入される磁力ａの大きさにも影響される。一般的な磁石７の磁束密度は０．３〜１．５Ｔ（テスラ）であり、オーバーハング量に対する磁力ａの影響は磁力ａの逆数で表すことができる。すなわち、磁力ａが弱くなるほど回転子２のオーバーハングできる量は大きくなり、磁力ａが強くなるほど回転子２のオーバーハングできる量は制約される。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２８】
回転子鉄心８３は、内周側鉄心８ｂ−２、中心側鉄心８ａ−２、および外周側鉄心８ｃ−２から成り、外周側鉄心８ｃ−２が図２の外周側鉄心部８−１に相当する。すなわち、図１２に示されるように、各磁石収容孔９−１が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、磁石収容孔９−１の周方向端部９ｃ−１と、磁石収容孔９−１の外径側面９ｂ−１とに囲まれた部分（外周側鉄心８ｃ−２）が外周側鉄心部８−１に相当する。なお、内周側鉄心８ｂ−２は、各磁石収容孔９−１の内径側面９ａ−１の中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
回転子鉄心８４は、内周側鉄心８ｂ−３、中心側鉄心８ａ−３、および外周側鉄心８ｃ−３から成り、外周側鉄心８ｃ−３が図２の外周側鉄心部８−１に相当する。すなわち、図１５に示されるように、第２の磁石収容孔９−３が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、第２の磁石収容孔９−３の周方向端部９ｃ−２と、第２の磁石収容孔９−３の外径側面９ｂ−２とに囲まれた部分（外周側鉄心８ｃ−３）が外周側鉄心部８−１に相当する。なお、内周側鉄心８ｂ−３は、各第２の磁石収容孔９−３の内径側面９ａ−２の中心同士を結んだ線で囲まれる部分（六角形の破線で囲まれた部分）である。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
以上に説明したように、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心８と、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心８の外周側に配置される固定子鉄心４とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、回転子鉄心８には、回転子鉄心８の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石７（７−１〜７−４）を収納する磁石収容孔９（９−１〜９−４）が、周方向に３つ以上形成され、回転子鉄心８の積厚をＸとし、固定子鉄心４の積厚をＹとし、各磁石収容孔９の内径側面９ａ（９ａ−１〜９ａ−３）の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、各磁石収容孔９の外径側面９ｂ（９ｂ−１〜９ｂ−３）と回転子鉄心８の外周面１０との間に設けられた外周側鉄心部８−１の断面積をＳ２とし、回転子鉄心８の断面積から断面積Ｓ２と断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１としたとき、回転子鉄心８の積厚Ｘは、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）×２）の関係を満たすように形成されているので、固定子鉄心４を大きくすることなくオーバーハング量を大きくしたことによる効果を得ることができる。従って、電動機の高効率化を図りながら更なる製造コストの低減を図ることができる。その結果、電動機本体の小型化と減容化を図ることができると共に、電動機の梱包材などの減容化を図ることができる。また、効率の向上に伴い従来の電動機よりエネルギー消費量を低減でき、ＬＣＡ（Ｌｉｆｅ  Ｃｙｃｌｅ  Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ）の点からも好ましい電動機を提供可能である。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
また、図３、図４に示されるように、各磁石収容孔９は、曲率中心が回転子鉄心８の径方向外側に位置する円弧状に形成され、周方向端部９ｃが回転子鉄心８の外周面１０近傍に位置し、外周側鉄心部８−１は、各磁石収容孔９が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、回転子鉄心８の外周面１０と、周方向端部９ｃと、外径側面９ｂとに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔９が逆円弧状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
また、図１１、図１２に示されるように、各磁石収容孔９−１は、周方向に延びる平板状に形成され、外周側鉄心部８−１は、各磁石収容孔９−１が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、回転子鉄心８３の外周面１０と、磁石収容孔９−１の周方向端部９ｃ−１と、磁石収容孔９−１の外径側面９ｂ−１とに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔９−１が平板状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、図１４、図１５に示されるように、各磁石収容孔は、回転子鉄心８４の外周側に設けられ回転子鉄心８４の内周面６へ突となるコの字状の第１の磁石収容孔９−２と、第１の磁石収容孔９−２と回転子鉄心８４の内周面６との間に配置され第１の磁石収容孔９−２と相似形の第２の磁石収容孔９−３と、から成り、外周側鉄心部８−１は、各第２の磁石収容孔９−３が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する部分の外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、外周面１０と、周方向端部９ｃ−２と、外径側面９ｂ−２とに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔がコの字状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
また、図１７、図１８に示されるように、各磁石収容孔９−４は、回転子鉄心８５の内周面６側に突となるＶ字状に形成され、外周側鉄心部８−１は、各磁石収容孔９−４が隣接する他の磁石収容孔に最も接近する外周縁と接する接線Ａ、Ｂと、回転子鉄心８４の外周面１０と、周方向端部９ｃ−３と、外径側面９ｂ−３とに囲まれた部分となるように形成されているので、磁石収容孔９−４がＶ字状に形成されている場合でも、回転子２の軸方向端部付近の磁束が外周側鉄心部８−１を通過して固定子鉄心４に効率よく取り込まれるため、高磁力化を図ることが可能である。
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月5日(2015.10.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心と、複数の電磁鋼板を積層して成る前記回転子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、
前記回転子鉄心には、前記回転子鉄心の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が、周方向に３つ以上形成され、
前記回転子鉄心の積厚をＸとし、前記固定子鉄心の積厚をＹとし、前記各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、前記各磁石収容孔の外径側面と前記回転子鉄心の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、前記回転子鉄心の断面積から前記断面積Ｓ２と前記断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１とし、前記磁石の磁力をａとしたとき、
前記回転子鉄心は、両端が前記固定子鉄心の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）の関係を満たすように形成されている埋込磁石型同期電動機。
【請求項２】
前記各磁石収容孔は、曲率中心が回転子鉄心の径方向外側に位置する円弧状に形成され、周方向端部が前記回転子鉄心の外周面近傍に位置するように形成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項３】
前記各磁石収容孔は、周方向に延びる平板状に形成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項４】
前記各磁石収容孔は、前記回転子鉄心の外周側に設けられ前記回転子鉄心の内周面へ突となるコの字状の第１の磁石収容孔と、この第１の磁石収容孔と前記回転子鉄心の内周面との間に配置され前記第１の磁石収容孔と相似形の第２の磁石収容孔と、から構成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【請求項５】
前記各磁石収容孔は、前記回転子鉄心の内周面側に突となるＶ字状に形成されている請求項１に記載の埋込磁石型同期電動機。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の埋込磁石型同期電動機は、複数の電磁鋼板を積層して成る回転子鉄心と、複数の電磁鋼板を積層して成る前記回転子鉄心の外周側に配置される固定子鉄心とを備えた埋込磁石型同期電動機であって、前記回転子鉄心には、前記回転子鉄心の周方向へ極数に相当する数だけ配置され、かつ、磁極を構成する磁石を収納する磁石収容孔が、周方向に３つ以上形成され、前記回転子鉄心の積厚をＸとし、前記固定子鉄心の積厚をＹとし、前記各磁石収容孔の内径側面の中点同士を結んだ線で囲まれる鉄心部の断面積をＳ３とし、前記各磁石収容孔の外径側面と前記回転子鉄心の外周面との間に設けられた外周側鉄心部の断面積をＳ２とし、前記回転子鉄心の断面積から前記断面積Ｓ２と前記断面積Ｓ３とを差し引いた断面積をＳ１とし、前記磁石の磁力をａとしたとき、前記回転子鉄心は、両端が前記固定子鉄心の両端よりもオーバーハングし、Ｘ＞Ｙ、かつ、Ｘ＜Ｙ（１＋（Ｓ２／Ｓ１）／ａ×２）の関係を満たすように形成されている。
【国際調査報告】
2014014073.tif 000021
2014014073.tif 000022
2014014073.tif 000023
2014014073.tif 000024