(57)【要約】  電動機は、ロータと、ロータを囲むように設けられたステータとを有する。ロータは、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能である。ステータは、ロータに対向するティースを有するステータコアと、ティースに巻き付けられるコイルとを有する。永久磁石は、ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、当該厚さの方向に着磁されている。ロータとステータとの間の最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、ティースにおけるコイルの巻き数Ｎｔと、コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。
2020003414.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータを囲むように設けられたステータであって、前記ロータに対向するティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータと
を備え、
前記永久磁石は、前記ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、前記厚さの方向に着磁され、
前記ロータと前記ステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、前記ティースにおける前記コイルの巻き数Ｎｔと、前記コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、前記永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とが、
Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０
を満足する
電動機。
【請求項２】
磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータを囲むように設けられたステータであって、前記ロータに対向するティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータと
を備え、
前記永久磁石は、前記ステータに対向する方向に３ｍｍ以上の厚さを有し、前記厚さの方向に着磁され、
前記ロータと前記ステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、前記ティースにおける前記コイルの巻き数Ｎｔと、前記コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、前記永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とが、
Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０
を満足する
電動機。
【請求項３】
前記永久磁石の前記径方向の厚さは、４ｍｍ以下である
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ロータは、前記回転軸を中心とする周方向における前記磁石挿入孔の中心に極中心を有し、前記周方向における前記磁石挿入孔の外側に極間を有し、
前記ロータの外周は、前記極中心を通って延在する第１の外周部と、前記極間を通って延在する第２の外周部とを有し、
前記第１の外周部から前記ステータまでの距離は、前記第２の外周部から前記ステータまでの距離よりも近い
請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記第２の外周部上の第１の点と前記回転軸とを結ぶ直線上に、前記永久磁石の前記周方向の端部が位置している
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記第２の外周部上の第１の点と前記回転軸とを結ぶ直線上に、前記永久磁石の前記周方向の一端部の前記径方向の外側の角部が位置している
請求項４または５に記載の電動機。
【請求項７】
前記ロータは、前記回転軸を中心とする周方向における前記磁石挿入孔の少なくとも一方の側に、前記磁石挿入孔につながる空隙を有し、
前記永久磁石の前記周方向の一端部の前記径方向の外側の角部が、前記空隙の内部に位置し、前記ロータコアには接していない
請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記永久磁石によって第１の磁極が構成され、
前記ロータコアの一部によって第２の磁極が構成される
請求項１から７までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
回転シャフトと、
前記回転シャフトと前記ロータコアとの間に設けられ、非磁性材料で形成された支持部と
を備えた請求項８に記載の電動機。
【請求項１０】
前記永久磁石の保磁力の前記下限値Ｈｃｔは、前記電動機の使用温度範囲の最高温度での保磁力である
請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧの値が、７５０Ａ／ｍｍ以上である
請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記コイルに電流を供給するインバータと、前記インバータを制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記インバータの電流値が前記過電流閾値を超えると、前記インバータを停止する
請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機と、
前記電動機によって回転する羽根部と
を備えた送風機。
【請求項１４】
室外機と、室内機と、前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管とを備え、
前記室外機および前記室内機の少なくとも一方は、請求項１３に記載の送風機を有する
空気調和装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機、送風機および空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ロータに永久磁石を取り付け、ステータにコイルを取り付けた電動機が広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。このような電動機では、ステータのコイルで発生した磁束によって、永久磁石の減磁が生じる場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７８０４６号公報（図１，２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、永久磁石の厚さが厚いほど減磁は生じにくくなるが、永久磁石材料の使用量が増加するため、製造コストが増加する。一方、永久磁石の厚さを薄くし過ぎると、永久磁石材料の使用量は減少するが、加工費の増加により、永久磁石の単位重量当たりの価格が上昇し、結果的に製造コストが増加する。【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、製造コストを低減しながら、永久磁石の減磁を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の電動機は、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、ロータを囲むように設けられたステータであって、ロータに対向するティースを有するステータコアと、ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータとを備える。永久磁石は、ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、当該厚さの方向に着磁されている。ロータとステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、ティースにおけるコイルの巻き数Ｎｔと、コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。【０００７】
本発明の電動機は、また、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、ロータを囲むように設けられたステータであって、ロータに対向するティースを有するステータコアと、ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータとを備える。永久磁石は、ステータに対向する方向に３ｍｍ以上の厚さを有し、当該厚さの方向に着磁されている。永久磁石の厚さは、３ｍｍ以上である。ロータとステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、ティースにおけるコイルの巻き数Ｎｔと、コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とは、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、永久磁石の単位重量当たりの価格を抑えて製造コストを低減しながら、永久磁石の減磁を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態１の電動機を示す断面図である。
【図２】実施の形態１のロータを示す断面図である。
【図３】実施の形態１の電動機の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】実施の形態１のロータの極間を含む部分を拡大して示す模式図である。
【図５】実施の形態１のロータの一部を拡大して示す断面図である。
【図６】永久磁石の厚さと単位重量当たりの価格との関係を示すグラフである。
【図７】Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと、永久磁石の保磁力の下限値との関係を示すグラフである。
【図８】Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと、永久磁石の保磁力の下限値との関係を示すグラフである。
【図９】ロータにおける着磁磁束の流れを説明するための模式図である。
【図１０】実施の形態１の電動機の制御系を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態２のロータを示す断面図である。
【図１２】実施の形態２のロータの一部を示す断面図である。
【図１３】実施の形態２のロータの永久磁石の端面位置を説明するための模式図である。
【図１４】実施の形態２の電動機を示す縦断面図である。
【図１５】実施の形態２の電動機における減磁電流と減磁率との関係を示すグラフである。
【図１６】各実施の形態の電動機が適用される空気調和装置を示す正面図（Ａ）と、その室外機を示す断面図（Ｂ）である。
【図１７】図１６（Ａ）に示した空気調和装置の冷媒回路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
実施の形態１．
＜電動機の構成＞
図１は、実施の形態１の電動機１を示す断面図である。電動機１は、回転可能なロータ２と、ロータ２を囲むように設けられた環状のステータ５とを備えたインナロータ型の電動機である。電動機１は、また、ロータ２に永久磁石２５を埋め込んだ永久磁石埋込型電動機でもある。ロータ２とステータ５との間には、例えば０．４ｍｍのエアギャップ（空隙）１０が設けられている。
【００１１】
以下では、ロータ２の回転中心となる軸線を回転軸Ｃ１とし、この回転軸Ｃ１の方向を「軸方向」と称する。また、回転軸Ｃ１を中心とする円周方向（図１に矢印Ｒ１で示す）を「周方向」と称し、回転軸Ｃ１を中心とする半径方向を「径方向」と称する。なお、図１は、ロータ２の回転軸Ｃ１に直交する面における断面図である。
【００１２】
＜ステータの構成＞
ステータ５は、ステータコア５０と、ステータコア５０に巻き付けられたコイル５５とを有する。ステータコア５０は、例えば厚さが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの磁性を有する積層要素を軸方向に複数枚積層し、カシメ等によって固定したものである。積層要素は、ここでは、鉄（Ｆｅ）を主成分とする電磁鋼板である。
【００１３】
ステータコア５０は、回転軸Ｃ１を中心とする環状のヨーク５２と、ヨーク５２から径方向内側に（すなわち回転軸Ｃ１に向けて）延在する複数のティース５１とを有する。ティース５１は、周方向に等間隔に配置されている。ティース５１の数は、ここでは１２であるが、１２に限定されるものではない。隣り合うティース５１の間には、コイル５５を収容する空間であるスロット５３が形成される。
【００１４】
ティース５１の径方向内側の先端部は、ティース５１の他の部分よりも周方向の幅が広い。ティース５１の先端部は、上述したエアギャップ１０を介してロータ２の外周に対向する。ステータコア５０の外周５０ａ（すなわちヨーク５２の外周）および内周５０ｂ（すなわちティース５１の先端部）は、いずれも円環状である。
【００１５】
ステータコア５０の各積層要素を一体に固定するカシメ部は、符号５６，５７で示すように、ステータコア５０のヨーク５２およびティース５１に形成されている。但し、カシメ部は、積層要素を一体に固定できれば、他の位置に形成されていてもよい。
【００１６】
ステータコア５０には、絶縁部としてのインシュレータ５４が取り付けられている。インシュレータ５４は、ステータコア５０とコイル５５との間に介在し、ステータコア５０とコイル５５とを絶縁するものである。インシュレータ５４は、樹脂をステータコア５０と一体に成形するか、または別部品として成形した樹脂成形体をステータコア５０に組み付けることで形成される。
【００１７】
インシュレータ５４は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＢＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁性の樹脂で構成される。インシュレータ５４は、また、厚さ０．０３５〜０．４ｍｍの絶縁性の樹脂フィルムで構成することもできる。
【００１８】
コイル５５は、インシュレータ５４を介してティース５１に巻き付けられる。コイル５５は、銅またはアルミニウムを主成分とする材料で構成されている。コイル５５は、ティース５１毎に巻き付けられている（集中巻）。なお、スロット５３内には、コイル５５を囲むように樹脂（例えば、インシュレータ５４と同じ樹脂）を充填してもよい。
【００１９】
＜ロータの構成＞
図２は、ロータ２を示す断面図である。ロータ２は、回転軸Ｃ１を中心とする円筒状のロータコア２０を有する。ロータコア２０は、厚さ０．２〜０．５ｍｍの磁性を有する積層要素を軸方向に複数枚積層し、カシメ等により固定したものである。積層要素は、ここでは、鉄を主成分とする電磁鋼板である。なお、ロータコア２０は、軟磁性材料と樹脂とを組み合わせた樹脂鉄心で構成してもよい。ロータ２の直径は、ここでは５０ｍｍである。
【００２０】
ロータコア２０は、径方向中心に中心孔２３を有する。中心孔２３は、ロータコア２０を軸方向に貫通し、円形の断面を有するシャフト挿入孔である。回転シャフト１１は、中心孔２３の内側に固定され、軸受１２，１３（図１４）によって回転可能に支持される。回転軸Ｃ１は、回転シャフト１１の中心軸線である。回転シャフト１１は、例えば、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）またはクロム（Ｃｒ）等の金属で構成される。
【００２１】
ロータコア２０の外周面に沿って、複数の磁石挿入孔２１が形成されている。磁石挿入孔２１は、周方向に等間隔に配置されている。各磁石挿入孔２１は、周方向に長い形状を有し、ロータコア２０を軸方向に貫通している。磁石挿入孔２１の数は、ここでは１０であるが、１０に限定されるものではない。
【００２２】
磁石挿入孔２１は、後述する極中心Ｍ１と回転軸Ｃ１とを通る直線（磁極中心線とも称する）に直交する方向に、直線状に延在している。磁石挿入孔２１は、径方向外側の端部である外側端部２１ａと、径方向内側の端部である内側端部２１ｂと、周方向の両端部である側端部２１ｃとを有する。
【００２３】
各磁石挿入孔２１には、永久磁石２５が配置されている。永久磁石２５は、平板状の部材であり、ステータ５に対向する方向（より具体的には、ロータコア２０の径方向）に厚さＴ１を有する。永久磁石２５は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）またはＳｍ（サマリウム）を主成分とする希土類磁石で構成される。なお、希土類磁石の代わりに、鉄を主成分とするフェライト磁石で構成してもよい。
【００２４】
永久磁石２５は、厚さ方向に着磁されている（言い換えると、異方性を有する）。周方向に隣り合う永久磁石２５は、互いに逆の磁極をロータコア２０の外周側に向けて配置されている。
【００２５】
磁石挿入孔２１内に配置された永久磁石２５により、磁極が形成される。そのため、ロータ２の磁極数は、１０極である。但し、ロータ２の磁極数は、１０極に限定されるものではない。磁石挿入孔２１の周方向中心は、極中心Ｍ１となる。隣り合う磁石挿入孔２１の間は、極間Ｍ２となる。
【００２６】
永久磁石２５は、径方向外側の端部である外側端部２５ａと、径方向内側の端部である内側端部２５ｂと、周方向の両端部である側端部２５ｃとを有する。永久磁石２５の外側端部２５ａは、磁石挿入孔２１の外側端部２１ａに対向し、永久磁石２５の内側端部２５ｂは、磁石挿入孔２１の内側端部２１ｂに対向する。また、永久磁石２５の側端部２５ｃは、磁石挿入孔２１の側端部２１ｃに対向する。
【００２７】
ここでは、１つの磁石挿入孔２１に１つの永久磁石２５を配置しているが、１つの磁石挿入孔２１に複数の永久磁石２５を周方向に並べて配置してもよい。また、この場合、磁石挿入孔２１は、周方向中心が径方向内側に突出するようにＶ字状に形成してもよい。
【００２８】
磁石挿入孔２１の周方向両側には、フラックスバリア（すなわち漏れ磁束抑制穴）２２が形成されている。各フラックスバリア２２は、磁石挿入孔２１の外側端部２１ａから径方向外側に延在する第１部分２２ａ（図４）と、磁石挿入孔２１の側端部２１ｃから極間Ｍ２側に延在する第２部分２２ｂ（図４）とを有する。
【００２９】
フラックスバリア２２とロータコア２０の外周との間の鉄心部分は、薄肉部（ブリッジ部とも称する）となっている。薄肉部の厚さは、ロータコア２０を構成する積層要素の厚さと同じであることが望ましい。これにより、隣り合う磁極の間の漏れ磁束を抑制することができる。なお、フラックスバリア２２は、ここでは磁石挿入孔２１の周方向両側に配置されているが、磁石挿入孔２１の周方向の一方の側にのみ配置されていてもよい。
【００３０】
図３は、電動機１の一部を拡大して示す断面図である。ロータコア２０は、極中心Ｍ１で外径が最大となり、極間Ｍ２で外径が最小となる花丸形状を有する。一方、ステータコア５０の内周５０ｂは、円環状である。そのため、ロータ２とステータ５との間隔（すなわちエアギャップ１０の幅）は、極中心Ｍ１で最小値Ｇ１となり、極間Ｍ２で最大値Ｇ２となる。このロータ２とステータ５との間隔の最小値Ｇ１を、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧと称する。
【００３１】
図４は、ロータ２の極間Ｍ２を含む部分を拡大して示す図である。ロータコア２０の外周は、極中心Ｍ１を含む外周部２０ａと、極間Ｍ２を含む外周部２０ｂとを有する。外周部２０ａ，２０ｂは、いずれも回転軸Ｃ１側に曲率中心を有する円弧状部分であるが、曲率半径が互いに異なる。外周部２０ａと外周部２０ｂとの境界Ｅは、ここでは、フラックスバリア２２の径方向外側に位置している。
【００３２】
図５は、ロータ２の一部を拡大して示す断面図である。ロータコア２０の外周において、極間Ｍ２を含む外周部２０ｂは、極中心Ｍ１を含む外周部２０ａよりも、ステータ５の内周５０ｂ（図３）からの距離が遠い。すなわち、外周部２０ｂは、外周部２０ａと比較して、より広いエアギャップ１０に面している。
【００３３】
この外周部２０ｂ上に、第１の点としての点Ａ１をとる。永久磁石２５の側端部２５ｃ（すなわち周方向の端部）は、点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されている。ロータコア２０の外周部２０ｂは、ステータ５からの距離が遠いため、永久磁石２５の側端部２５ｃが直線Ｌ１上に配置されていることにより、ステータ５からの磁束（ステータ磁束とも称する）が永久磁石２５の側端部２５ｃに流れにくくなる。永久磁石２５の側端部２５ｃは減磁が生じやすい部分であるが、永久磁石２５の側端部２５ｃをこのように配置することにより、減磁が生じにくくなる。
【００３４】
より望ましくは、永久磁石２５の側端部２５ｃの径方向外側の角部である外側角部２５ｅが、点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されている。永久磁石２５の外側角部２５ｅは最も減磁が生じやすい部分であるが、永久磁石２５の外側角部２５ｅをこのように配置することにより、減磁が生じにくくなる。
【００３５】
また、永久磁石２５の外側角部２５ｅは、図４に示すように、フラックスバリア２２の内部に配置されており、ロータコア２０に接触していない。そのため、ロータコア２０内を流れる磁束が永久磁石２５の外側角部２５ｅに到達しにくく、その結果、永久磁石２５の外側角部２５ｅの減磁がさらに生じにくくなる。
【００３６】
＜永久磁石の製造コストの低減および減磁の抑制＞
次に、永久磁石２５の製造コストの低減と減磁の抑制について説明する。永久磁石２５の減磁特性は、永久磁石２５の厚さＴ１との相間がある。一般に、永久磁石２５の厚さＴ１が厚いほど減磁が生じにくくなり（言い換えると減磁耐力が大きくなり）、厚さＴ１が薄いほど減磁が生じやすくなる（言い換えると減磁耐力が小さくなる）。
【００３７】
一方、永久磁石２５の厚さＴ１が厚いほど、材料の使用量が増加するため、製造コストが増加する。また、永久磁石２５の厚さＴ１が薄すぎると、材料の使用量は減少するが、加工費の増加がこれを上回り、製造コストが増加する。
【００３８】
図６は、永久磁石２５の厚さＴ１（ｍｍ）と、永久磁石２５の単位重量当たりの価格（円／ｇ）との関係を示すグラフである。図６から、永久磁石２５の厚さＴ１が２．１ｍｍよりも薄くなると、加工費の増加により、永久磁石２５の単位重量当たりの価格（円／ｇ）が急激に増加することが分かる。そのため、永久磁石２５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上としながら、永久磁石２５の減磁を抑制することが望ましい。
【００３９】
永久磁石２５の減磁は、ステータ５からの磁束、すなわちコイル５５を流れる電流によって発生する磁束により生じる。そのため、この磁束は、コイル５５を流れる電流と、１つのティース５１に巻かれたコイル５５の巻き数（ターン数）Ｎｔとの積に比例する。
【００４０】
また、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧが小さいほど、ステータ５からロータ２に到達する磁束が増加し、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧが大きいほど、ステータ５からロータ２に到達する磁束が減少する。
【００４１】
そこで、ここでは、コイル５５に流れる電流の最大値である過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔとの積Ｉｐ×Ｎｔを、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）で除算した値（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）に着目する。なお、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧの単位は、Ａ／ｍｍである。
【００４２】
電動機１は、後述する駆動装置１０１（図１０）により、コイル５５に流れる電流が過電流閾値（すなわち過電流保護レベル）を超えないように制御されるが、この過電流閾値が、上記の過電流閾値Ｉｐである。過電流閾値は、過電流遮断値とも称される。
【００４３】
図７は、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと、永久磁石２５の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）との関係を示すグラフである。保磁力は、磁化曲線（Ｊ−Ｈ曲線）において、永久磁石２５が有する磁気分極が０になる磁界の強さを言う。
【００４４】
希土類磁石で構成される永久磁石２５は、温度の上昇と共に保磁力が低下する性質を有する。電動機１が空気調和装置の送風機に使用される場合、永久磁石２５の温度は１００℃まで上昇する。そのため、永久磁石２５の温度が１００℃（すなわち使用温度範囲の最高温度）になったときの保磁力を、保磁力の下限値Ｈｃｔとする。
【００４５】
図７には、永久磁石２５の厚さＴ１を、１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍと５通りに変化させた場合のデータを示す。例えば、永久磁石２５の厚さＴ１が２．１ｍｍの場合には、座標（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ、Ｈｃｔ）が、Ｔ１＝２．１ｍｍの場合の曲線上かそれよりも上にあれば、永久磁石２５の減磁は生じない。永久磁石２５の厚さＴ１が厚いほど減磁は生じにくいため、厚さＴ１が厚い場合ほど曲線が下方に位置している。
【００４６】
図７から、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧが７５０（Ａ／ｍｍ）以上の領域では、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧと保磁力の下限値Ｈｃｔとが１次関数の関係にあることが分かる。特に、厚さＴ１が２．１ｍｍの場合のデータを示す曲線は、Ｈｃｔ＝０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０の直線（図７に破線で示す）で近似することができる。
【００４７】
このことから、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０が成立する場合に、厚さＴ１が２．１ｍｍ以上の永久磁石２５の減磁を抑制できることが分かる。すなわち、永久磁石２５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上とすることによって製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
【００４８】
また、上述した図６に示したように、永久磁石２５の厚さＴ１が３ｍｍ以上になると、永久磁石２５の単位重量当たりの価格（円／ｇ）は一定になる。そのため、永久磁石２５の厚さＴ１を３ｍｍ以上としながら、永久磁石２５の減磁を抑制することがより望ましい。
【００４９】
図８は、図７と同様のグラフにおいて、厚さＴ１が３ｍｍの場合の曲線を、直線で近似して示すものである。永久磁石２５の厚さＴ１が１．５ｍｍ、２．１ｍｍ、３ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍの場合のデータを示す各曲線は、図７と同様である。図８に示すように、厚さＴ１が３ｍｍの場合のデータを示す曲線は、Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧが７５０（Ａ／ｍｍ）以上の領域において、Ｈｃｔ＝０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０の直線で近似することができる。
【００５０】
このことから、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０が成立する場合に、厚さＴ１が３ｍｍ以上の永久磁石２５の減磁を抑制できることが分かる。すなわち、永久磁石２５の厚さＴ１を３ｍｍ以上とすることによって製造コストをさらに低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
【００５１】
また、永久磁石２５において比較的減磁が生じやすい部分は、磁束が集中しやすい側端部２５ｃである。そのため、図５に示したように、永久磁石２５の側端部２５ｃは、ロータコア２０の外周部２０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されている。
【００５２】
ロータ２とステータ５との間のエアギャップ１０は、空隙であるため、磁性材料で構成されたロータコア２０と比較して磁気抵抗が大きい。そのため、ステータ５との間の空隙が広い外周部２０ｂの径方向内側（すなわち直線Ｌ１上）に永久磁石２５の側端部２５ｃを配置することにより、ステータ磁束が側端部２５ｃに流れ込みにくくなり、永久磁石２５の側端部２５ｃの減磁を生じにくくすることができる。
【００５３】
特に、永久磁石２５において最も減磁が生じやすい部分は、側端部２５ｃの外側角部２５ｅである。そのため、図４に示したように、永久磁石２５の外側角部２５ｅは、ロータコア２０の外周部２０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線Ｌ１上に配置されていることが望ましい。これにより、ステータ磁束が外側角部２５ｅに流れにくくなり、永久磁石２５の外側角部２５ｅの減磁を生じにくくすることができる。
【００５４】
さらに、図４に示したように、永久磁石２５の外側角部２５ｅは、フラックスバリア２２内に配置されており、ロータコア２０に接触していない。フラックスバリア２２は空隙であり、磁気抵抗が大きい。永久磁石２５の外側角部２５ｅが空隙に囲まれているため、ロータコア２０内を流れる磁束が外側角部２５ｅに到達しにくい。その結果、永久磁石２５の外側角部２５ｅの減磁を、さらに生じにくくすることができる。
【００５５】
＜永久磁石の厚さ＞
上記の通り、永久磁石２５の厚さＴ１は、製造コスト低減のため、２．１ｍｍ以上が望ましい。一方、永久磁石２５は、ロータコア２０の磁石挿入孔２１に挿入された状態で着磁されるのが一般的である。
【００５６】
図９は、永久磁石２５の着磁工程を示す模式図である。ロータコア２０の外周側に配置された着磁装置で発生した着磁磁束Ｆは、ロータコア２０の外周側を通って、磁石挿入孔２１内の永久磁石２５に流れる。
【００５７】
永久磁石２５の着磁方向Ｄは、厚さ方向である。そのため、着磁磁束Ｆのうち、永久磁石２５の着磁に寄与するのは、永久磁石２５の厚さ方向成分だけである。ロータ２の直径が５０ｍｍの場合、永久磁石２５の厚さが４ｍｍ（図９に示す厚さＴ２）を超えると、永久磁石２５の径方向内側領域を通る着磁磁束Ｆが厚さ方向に対して大きく傾斜し、その結果、永久磁石２５の径方向内側の着磁が不十分となる。
【００５８】
そのため、永久磁石２５を十分に着磁するためには、永久磁石２５の厚さＴ１は、４ｍｍ以下であることが望ましい。
【００５９】
＜電動機の駆動装置＞
次に、電動機１を駆動する駆動装置１０１について説明する。図１０は、駆動装置１０１の構成を示すブロック図である。この駆動装置１０１は、電動機１に組み込まれる基板７（図１４）に搭載されていてもよいし、電動機１の外部に設けられていても良い。
【００６０】
駆動装置１０１は、電源１１０の出力を整流するコンバータ１０２と、電動機１のコイル５５に交流電圧を出力するインバータ１０３と、これらを制御する制御装置１０５とを有する。電源１１０は、例えば２００Ｖ（実効電圧）の交流電源である。
【００６１】
制御装置１０５は、インバータ１０３の電流値を検出する電流検出回路１０８と、インバータ１０３を駆動するインバータ駆動回路１０７と、インバータ制御部としてのＣＰＵ１０６とを備える。
【００６２】
コンバータ１０２は、電源１１０から交流電圧を受け、整流および平滑化を行って、母線１１１，１１２から出力する整流回路である。コンバータ１０２は、交流電圧を整流するブリッジダイオード１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄと、出力電圧を平滑化する平滑コンデンサ１０２ｅとを有する。コンバータ１０２から出力される電圧を、母線電圧と称する。コンバータ１０２の出力電圧は、制御装置１０５によって制御される。
【００６３】
インバータ１０３は、入力端子がコンバータ１０２の母線１１１，１１２に接続されている。また、インバータ１０３の出力端子は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の配線（出力線）１０４Ｕ，１０４Ｖ，１０４Ｗを介して、電動機１の３相のコイル部分に接続されている。
【００６４】
インバータ１０３は、Ｕ相上アームに相当するＵ相スイッチング素子１Ｕａと、Ｕ相下アームに相当するＵ相スイッチング素子１Ｕｂと、Ｖ相上アームに相当するＶ相スイッチング素子１Ｖａと、Ｖ相下アームに相当するＶ相スイッチング素子１Ｖｂと、Ｗ相上アームに相当するＷ相スイッチング素子１Ｗａと、Ｗ相下アームに相当するＷ相スイッチング素子１Ｗｂとを有する。
【００６５】
Ｕ相スイッチング素子１Ｕａ，１Ｕｂは、Ｕ相の配線１０４Ｕに接続されている。Ｕ相スイッチング素子１Ｕａには、Ｕ相ダイオード２Ｕａが並列に接続され、Ｕ相スイッチング素子１Ｕｂには、Ｕ相ダイオード２Ｕｂが並列に接続されている。
【００６６】
Ｖ相スイッチング素子１Ｖａ，１Ｖｂは、Ｖ相の配線１０４Ｖに接続されている。Ｖ相スイッチング素子１Ｖａには、Ｖ相ダイオード２Ｖａが並列に接続され、Ｖ相スイッチング素子１Ｖｂには、Ｖ相ダイオード２Ｖｂが並列に接続されている。
【００６７】
Ｗ相スイッチング素子１Ｗａ，１Ｗｂは、Ｗ相の配線１０４Ｗに接続されている。また、Ｗ相スイッチング素子１Ｗａには、Ｗ相ダイオード２Ｗａが並列に接続され、Ｗ相スイッチング素子１Ｗｂには、Ｗ相ダイオード２Ｗｂが並列に接続されている。
【００６８】
各スイッチング素子１Ｕａ〜１Ｗｂは、例えば、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート形トランジスタ）等のトランジスタにより構成することができる。各スイッチング素子１Ｕａ〜１Ｗｂのオンオフは、インバータ駆動回路１０７からの駆動信号によって制御される。
【００６９】
インバータ駆動回路１０７は、ＣＰＵ１０６から入力されるＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号に基づき、インバータ１０３の各スイッチング素子１Ｕａ〜１Ｗｂをオンオフさせるための駆動信号を生成し、インバータ１０３に出力する。
【００７０】
インバータ１０３の入力側（例えばコンバータ１０２からの母線１１２）には、抵抗１０９が接続されており、この抵抗１０９には電流検出回路１０８が接続されている。電流検出回路１０８は、インバータ１０３の入力側の電流（すなわちコンバータ１０２の母線電流）の電流値を検出する電流検出部であり、ここではシャント抵抗を用いている。
【００７１】
インバータ制御部としてのＣＰＵ１０６は、インバータ１０３を制御するものである。ＣＰＵ１０６には、空気調和装置５００のリモコン等からの運転指示信号等に基づき、インバータ１０３にインバータ駆動信号（ＰＷＭ信号）を出力する。
【００７２】
ＣＰＵ１０６は、電流検出回路１０８によりインバータ１０３の電流値を検出し、検出された電流値と予め記憶している過電流閾値とを比較する。検出された電流値が過電流閾値以上であった場合には、インバータ１０３に停止信号を出力し、インバータ１０３を停止する（すなわち、電動機１の回転を停止する）。この過電流閾値が、上述した過電流閾値Ｉｐである。
【００７３】
＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、この実施の形態１では、永久磁石２５が２．１ｍｍ以上の厚さＴ１を有し、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧと、ティース５１に巻き付けられるコイル５５の巻き数Ｎｔと、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐと、永久磁石２５の保磁力の下限値Ｈｃｔとが、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足することにより、永久磁石２５の単位重量当たりの価格を抑えて製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
【００７４】
また、永久磁石２５が３ｍｍ以上の厚さＴ１を有し、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧと、ティース５１に巻き付けられるコイル５５の巻き数Ｎｔと、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐと、永久磁石２５の保磁力の下限値Ｈｃｔとが、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足することにより、永久磁石２５の単位重量当たりの価格をさらに低く抑えて製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
【００７５】
また、永久磁石２５の厚さＴ１を４ｍｍ以下とすることにより、永久磁石２５を磁石挿入孔２１に挿入した状態で、永久磁石２５の全体を十分に着磁することができる。
【００７６】
また、ロータコア２０の外周が、ステータ５までの距離が近い外周部２０ａ（すなわち第１の外周部）と、ステータ５までの距離が遠い外周部２０ｂ（すなわち第２の外周部）とを有し、外周部２０ｂ上の点Ａ１（すなわち第１の点）と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線上に、永久磁石２５の側端部２５ｃが配置されている。そのため、永久磁石２５の側端部２５ｃにステータ磁束が流れにくくなり、減磁を抑制することができる。
【００７７】
また、ロータコア２０の外周部２０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１とを結ぶ直線上に、永久磁石２５の側端部２５ｃの径方向外側の角部（外側角部２５ｅ）を配置することにより、永久磁石２５の外側角部２５ｅにステータ磁束が流れにくくなり、減磁の抑制効果を高めることができる。
【００７８】
また、永久磁石２５の外側角部２５ｅが、磁石挿入孔２１に連続して形成されたフラックスバリア２２内に形成され、ロータコア２０に接していないため、ロータコア２０内の磁束が永久磁石２５の外側角部２５ｅに到達しにくくなり、減磁の抑制効果をさらに高めることができる。
【００７９】
実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。実施の形態２の電動機１Ａは、ロータ３の構成が、実施の形態１の電動機１と異なるものである。実施の形態２の電動機１Ａのステータは、実施の形態１の電動機１のステータ５と同様に構成されている。
【００８０】
＜ロータの構成＞
図１１は、実施の形態２のロータ３を示す断面図である。ロータ３は、回転軸Ｃ１を中心とする円筒状のロータコア３０を有する。ロータコア３０は、厚さ０．２〜０．５ｍｍの磁性を有する積層要素を軸方向に複数枚積層し、カシメ等により固定したものである。積層要素の構成は、実施の形態１で説明した通りである。
【００８１】
ロータコア３０の外周面に沿って、複数の磁石挿入孔３１が形成されている。磁石挿入孔３１は、周方向に等間隔に配置されている。各磁石挿入孔３１は、周方向に長い形状を有し、ロータコア３０を軸方向に貫通している。磁石挿入孔３１の数は、ここでは５つである。各磁石挿入孔３１には、永久磁石３５が配置されている。
【００８２】
各磁石挿入孔３１に配置された永久磁石３５によって、磁石磁極Ｐ１が形成される。永久磁石３５は、互いに同一の磁極（例えばＮ極）をロータコア３０の外周側に向けて配置されている。そのため、ロータコア３０において隣り合う永久磁石３５の間には、径方向に磁束が流れる部分が生じる。すなわち、永久磁石３５とは反対極性の疑似磁極Ｐ２が形成される。
【００８３】
すなわち、ロータ３は、５つの磁石磁極Ｐ１と、５つの疑似磁極Ｐ２を周方向に交互に有する。そのため、ロータ３の極数は、１０極である。このようなロータ構造を有する電動機は、コンシクエントポール型と称される。但し、ロータ３の極数は、１０極に限定されるものではない。
【００８４】
ロータコア３０の内周３３は環状であり、その内側に、ロータコア３０を支持する支持部としての樹脂部４が設けられている。樹脂部４は、回転シャフト１１に対してロータコア３０を支持するものであり、非磁性材料、より具体的にはＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）等の熱可塑性樹脂で構成される。樹脂部４は、ロータコア３０と回転シャフト１１とを樹脂でモールド成形することによって得られる。
【００８５】
樹脂部４は、回転シャフト１１の外周面に固定された内筒部４１と、ロータコア３０の内周３３に固定された環状の外筒部４３と、内筒部４１と外筒部４３とを連結する複数のリブ（連結部）４２とを備えている。
【００８６】
樹脂部４の内筒部４１には、回転シャフト１１が貫通している。リブ４２は、周方向に等間隔で配置され、内筒部４１から径方向外側に放射状に延在している。リブ４２の周方向の位置は、永久磁石３５の周方向中心（すなわち磁石磁極Ｐ１の極中心）に対応している。周方向に隣り合うリブ４２には、空洞部４４が形成される。外筒部４３は、リブ４２の径方向外側の端部に連続して形成されている。
【００８７】
コンシクエントポール型のロータ３では、疑似磁極Ｐ２に永久磁石が存在しないため、疑似磁極Ｐ２を通った磁束が回転シャフト１１に向かって流れやすい。ロータコア３０と回転シャフト１１との間に樹脂部４を設けることにより、回転シャフト１１への漏れ磁束を抑制することができる。
【００８８】
図１２は、ロータコア３０および永久磁石３５を示す断面図である。図１２では、樹脂部４および回転シャフト１１を省略している。ロータコア３０の外周は、各磁極（磁石磁極Ｐ１および疑似磁極Ｐ２）の極中心を中心とする外周部３０ａ（すなわち第１の外周部）と、極間を中心とする外周部３０ｂ（すなわち第２の外周部）とを有する。外周部３０ａ，３０ｂの形状は、実施の形態１で説明した外周部２０ａ，２０ｂと同様である。
【００８９】
磁石挿入孔３１の形状は、実施の形態１の磁石挿入孔２１と同様である。また、磁石挿入孔３１の周方向両側には、フラックスバリア３２が形成されている。フラックスバリア３２は、磁石磁極Ｐ１と疑似磁極Ｐ２との間の漏れ磁束を抑制するものである。フラックスバリア３２の形状は、実施の形態１のフラックスバリア２２と同様である。
【００９０】
永久磁石３５の構成は、実施の形態１の永久磁石２５と同様である。すなわち、永久磁石３５の厚さは、２．１ｍｍ以上である。また、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔと、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、永久磁石３５の保磁力の下限値Ｈｃｔとは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。
【００９１】
また、永久磁石３５の厚さは、３ｍｍ以上であってもよい。この場合、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔと、ロータ２とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、永久磁石３５の保磁力の下限値Ｈｃｔとは、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足する。
【００９２】
これにより、永久磁石３５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上（あるいは３ｍｍ以上）とすることで製造コストを低減しながら、永久磁石２５の減磁を抑制することができる。
【００９３】
図１３は、永久磁石３５の側端部３５ｃの位置を説明するための拡大図である。図１３において、ロータコア３０の外周部３０ｂ上の点Ａ１と回転軸Ｃ１（図１２）とを結ぶ直線を、直線Ｌ１とする。永久磁石３５の側端部３５ｃは、直線Ｌ１上に位置している。これにより、減磁が生じやすい部分である永久磁石３５の側端部３５ｃにステータ磁束が流れにくくなり、減磁が抑制される。
【００９４】
より望ましくは、永久磁石３５の側端部３５ｃの径方向外側の端部である外側角部３５ｅが、直線Ｌ１上に位置している。これにより、最も減磁が生じやすい部分である永久磁石３５の外側角部３５ｅにステータ磁束が流れにくくなり、減磁の抑制効果が高まる。
【００９５】
また、永久磁石３５の外側角部３５ｅは、フラックスバリア３２の内部に位置し、ロータコア３０には接触していない。これにより、ロータコア３０を流れる磁束が永久磁石３５の外側角部３５ｅに到達しにくくなり、減磁の抑制効果がさらに高まる。
【００９６】
＜電動機の構成＞
図１４は、実施の形態２の電動機１を示す側断面図である。ステータ５は、モールド樹脂部６０によって覆われ、モールドステータ６を構成している。
【００９７】
モールド樹脂部６０は、例えば、ＢＭＣ（バルクモールディングコンパウンド）等の熱硬化性樹脂で構成される。モールド樹脂部６０は、図１４における左側（後述する負荷側）に開口部６２を有し、その反対側（後述する反負荷側）に軸受支持部６１を有する。ロータ３は、開口部６２からステータ５の内側の中空部分に挿入される。
【００９８】
モールド樹脂部６０の開口部６２には、金属製のブラケット１５が取り付けられている。このブラケット１５には、回転シャフト１１を支持する一方の軸受１２が保持される。また、ブラケット１５の外側には、軸受１２への水等の侵入を防止するためのキャップ１４が取り付けられている。軸受支持部６１には、回転シャフト１１を支持するもう一方の軸受１３が保持されている。
【００９９】
回転シャフト１１は、ステータ５から図１４における左側に突出しており、その先端部１１ａには、例えば送風機の羽根車が取り付けられる。そのため、回転シャフト１１の突出側（図１４の左側）を「負荷側」と称し、反対側（図１４の右側）を「反負荷側」と称する。
【０１００】
ステータ５の反負荷側には、基板７が配置されている。基板７には、磁気センサ７１と、電動機１を駆動するための駆動回路７２とが実装されている。磁気センサ７１は、ロータ３に取り付けられたセンサマグネット３６に対向するように配置されている。駆動回路７２は、図１０に示した駆動装置１０１である。但し、駆動回路７２は、基板７上ではなく、電動機１の外部に設けることもできる。
【０１０１】
また、基板７には、リード線７３が配線されている。リード線７３は、ステータ５のコイル５５に電力を供給するための電源リード線と、磁気センサ７１の信号を外部に伝達するためのセンサリード線とを含む。モールド樹脂部６０の外周部には、リード線７３を外部に引き出すためのリード線口出し部品７４が取り付けられている。
【０１０２】
上述した樹脂部４は、ロータコア３０の内周側に設けられているが、ロータコア３０の軸方向両端面も覆っている。また、樹脂部４の一部が磁石挿入孔３１の内部に入り込んでいることが望ましい。これにより、永久磁石３５の磁石挿入孔３１からの脱落を防止することができる。
【０１０３】
ロータコア３０には、環状のセンサマグネット（すなわち位置検出用マグネット）３６が取り付けられている。センサマグネット３６は、ロータコア３０の軸方向において基板７に対向する側に配置され、樹脂部４に囲まれて保持されている。センサマグネット３６は、ロータ３の極数と同数の磁極を有し、周方向に等間隔で配置されている。センサマグネット３６の着磁方向は軸方向であるが、これには限定されない。
【０１０４】
磁気センサ７１は、例えばホールＩＣで構成され、ロータ３のセンサマグネット３６に対向するように配置されている。磁気センサ７１は、センサマグネット３６からの磁束（Ｎ／Ｓ）の変化に基づき、ロータ３の周方向における位置（すなわち回転位置）を検出し、検出信号を出力する。磁気センサ７１は、ホールＩＣに限らず、ＭＲ素子（Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、ＧＭＲ（Ｇｉａｎｔ−Ｍａｇｎｅｔｏ−Ｒｅｓｉｓｔｉｖｅ）素子、磁気インピーダンス素子であってもよい。
【０１０５】
磁気センサ７１の検出信号は、駆動回路７２に出力される。なお、駆動回路７２が電動機１の外部に配置されている場合には、磁気センサ７１の検出信号はセンサリード線を介して駆動回路７２に出力される。駆動回路７２は、磁気センサ７１からの検出信号に基づき、ステータ５に対するロータ２の相対的な回転位置に応じてコイル５５に流す電流を制御する。
【０１０６】
ここではセンサマグネット３６と磁気センサ７１を用いてロータ３の回転位置を検出する例について説明したが、コイル５５に流れる電流等からロータ３の回転位置を推定するセンサレス制御を行っても良い。
【０１０７】
また、ここでは、ステータ５がモールド樹脂部６０で覆われている構成について説明したが、ステータ５がシェルの内側に焼き嵌めにより固定された構成を採用してもよい。また、図１４を参照して説明した電動機１Ａの構成は、ロータ３および樹脂部４を除き、実施の形態１の電動機１にも適用される。
【０１０８】
図１５は、実施の形態１の電動機１と実施の形態２の電動機１Ａとで、減磁電流に対する減磁率の変化を比較して示すグラフである。図１５において、曲線Ｓ１は、実施の形態１の電動機１のデータを示し、曲線Ｓ２は、実施の形態２の電動機１Ａのデータを示す。減磁電流とは、ステータ磁束を発生するためにコイル５５に流す電流を言う。
【０１０９】
実施の形態２の電動機１Ａは、コンシクエントポール型のロータ３を有しているため、永久磁石３５の数が実施の形態１の電動機１よりも少ない。そのため、ステータ磁束によって減磁する部分が少なく、永久磁石３５の減磁が生じにくい。その結果、実施の形態２の電動機１Ａでは、減磁電流を増加させた場合の減磁率の上昇が、実施の形態１の電動機１よりも低く抑えられる。
【０１１０】
＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、実施の形態２の電動機１Ａは、実施の形態１で説明した効果に加えて、ロータ３がコンシクエントポール型であって永久磁石３５の数が少なく、従って減磁が生じる部分が少ないため、永久磁石３５の減磁をより効果的に防止することができる。
【０１１１】
また、ロータコア３０と回転シャフト１１との間に、非磁性材料で形成された樹脂部４（すなわち支持部）が設けられているため、コンシクエントポール型のロータで発生しやすい回転シャフト１１への磁束漏れを抑制することができる。
【０１１２】
なお、ここでは、ロータコア３０と回転シャフト１１との間に樹脂部４を設けたが、樹脂部４を設けずに、実施の形態１のロータコア２０（図２）のように、ロータコア３０に回転シャフト１１を直接固定してもよい。また、実施の形態１のロータコア２０と回転シャフト１１との間に、実施の形態２のような樹脂部４を設けてもよい。
【０１１３】
＜空気調和装置＞
次に、上述した各実施の形態の電動機を適用した空気調和装置について説明する。図１６（Ａ）は、各実施の形態の電動機が適用可能な空気調和装置５００の構成を示す図である。空気調和装置５００は、室外機５０１と、室内機５０２と、これらを接続する冷媒配管５０３とを備える。室外機５０１は、送風機（すなわち室外送風機）５１０を有する。
【０１１４】
図１６（Ｂ）は、図１６（Ａ）に示した線分１６Ｂ−１６Ｂにおける断面図である。室外機５０１は、ハウジング５０８と、ハウジング５０８内に固定されたフレーム５０９とを有する。フレーム５０９には、送風機５１０の駆動源としての電動機１が、ネジ等により固定されている。電動機１の回転シャフト１１には、ハブ５１２を介して羽根車（羽根部）５１１が取り付けられている。
【０１１５】
図１７は、空気調和装置５００の冷媒回路を示す模式図である。空気調和装置５００は、圧縮機５０４と、凝縮器５０５と、絞り装置（減圧装置）５０６と、蒸発器５０７とを備える。圧縮機５０４、凝縮器５０５、絞り装置５０６および蒸発器５０７は、冷媒配管５０３によって連結されて冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機５０４、凝縮器５０５、絞り装置５０６および蒸発器５０７の順に、冷媒が循環する。
【０１１６】
圧縮機５０４、凝縮器５０５および絞り装置５０６は、室外機５０１に設けられている。蒸発器５０７は、室内機５０２に設けられている。この室内機５０２には、蒸発器５０７に室内の空気を供給する送風機（すなわち室内送風機）５２０が設けられている。
【０１１７】
空気調和装置５００の動作は、次の通りである。圧縮機５０４は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器５０５は、圧縮機５０４から流入した冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させて冷媒配管５０３に送り出す。室外機５０１の送風機５１０は、冷媒が凝縮器５０５で凝縮する際に放出された熱を、室外に放出する。絞り装置５０６は、冷媒配管５０３を流れる冷媒の圧力等を調整する。
【０１１８】
蒸発器５０７は、絞り装置５０６により低圧状態にされた冷媒と室内の空気との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発（気化）させて、冷媒配管５０３に送り出す。室内機５０２の送風機５２０は、蒸発器５０７に熱を奪われた空気（すなわち冷風）を室内に供給する。
【０１１９】
上述した各実施の形態の電動機１，１Ａは、永久磁石２５，３５の減磁を抑制するように構成されている。そのため、電動機１を送風機５１０の動力源に用いることにより、長期間に亘って空気調和装置５００の運転効率を向上し、消費エネルギーを低減することができる。
【０１２０】
なお、ここでは、各実施の形態の電動機１，１Ａを室外機５０１の送風機（すなわち室外送風機）５１０の駆動源として用いたが、室内機５０２の送風機（すなわち室内送風機）５２０の駆動源として用いても良い。また、各実施の形態の電動機１，１Ａは、送風機に限らず、例えば圧縮機５０４の駆動源として用いてもよい。
【０１２１】
また、各実施の形態の電動機１，１Ａは、空気調和装置５００に限らず、例えば、換気扇、家電機器あるいは工作機械の電動機として利用してもよい。
【０１２２】
以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変形を行なうことができる。
【符号の説明】
【０１２３】
１，１Ａ  電動機、  ２，３  ロータ、  ４  樹脂部（支持部）、  ５  ステータ、  ６  モールドステータ、  ７  基板、  １０  エアギャップ、  １１  回転シャフト、  ２０  ロータコア、  ２０ａ  外周部（第１の外周部）、  ２０ｂ  外周部（第２の外周部）、  ２１  磁石挿入孔、  ２２  フラックスバリア、  ２３  中心孔、  ２５  永久磁石、  ２５ａ  外側端部、  ２５ｂ  内側端部、  ２５ｃ  側端部、  ２５ｅ  外側角部、  ３０  ロータコア、  ３０ａ  外周部（第１の外周部）、  ３０ｂ  外周部（第２の外周部）、  ３１  磁石挿入孔、  ３２  フラックスバリア、  ３３  内周、  ３５  永久磁石、  ３５ｃ  側端部、  ３５ｅ  外側角部、  ３６  センサマグネット、  ４１  内筒部、  ４２  連結部、  ４３  外筒部、  ５０  ステータコア、  ５０ａ  外周、  ５０ｂ  内周、  ５１  ティース、  ５２  ヨーク、  ５３  スロット、  ５４  絶縁部、  ５５  コイル、  ６０  モールド樹脂部、  １０１  駆動装置、  １０２  コンバータ、  １０３  インバータ、  １０５  制御装置、  １０６  ＣＰＵ、  １０７  インバータ駆動回路、  １０８  電流検出回路、  ５００  空気調和装置、  ５０１  室外機、  ５０２  室内機、  ５０３  冷媒配管、  ５０４  圧縮機、  ５０５  凝縮器、  ５０６  絞り装置、  ５０７  蒸発器、  ５１０  送風機（室外送風機）、  ５１１  羽根車（羽根部）、  ５２０  送風機（室内送風機）。
【図１】
2020003414.tif 000003
【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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【手続補正書】
【提出日】令和2年6月25日(2020.6.25)
【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】
磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータを囲むように設けられたステータであって、前記ロータに対向するティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータと
を備え、
前記永久磁石は、前記ステータに対向する方向に２．１ｍｍ以上の厚さを有し、前記厚さの方向に着磁され、
前記ロータと前記ステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、前記ティースにおける前記コイルの巻き数Ｎｔと、前記コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、前記永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とが、
Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０
を満足する
電動機。
【請求項２】
磁石挿入孔を有するロータコアと、前記磁石挿入孔に配置された永久磁石とを有し、回転軸を中心として回転可能なロータと、
前記ロータを囲むように設けられたステータであって、前記ロータに対向するティースを有するステータコアと、前記ティースに巻き付けられるコイルとを有するステータと
を備え、
前記永久磁石は、前記ステータに対向する方向に３ｍｍ以上の厚さを有し、前記厚さの方向に着磁され、
前記ロータと前記ステータとの最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、前記ティースにおける前記コイルの巻き数Ｎｔと、前記コイルに流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、前記永久磁石の保磁力の下限値Ｈｃｔ（ｋＡ／ｍ）とが、
Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０
を満足する
電動機。
【請求項３】
前記永久磁石の前記厚さは、４ｍｍ以下である
請求項１または２に記載の電動機。
【請求項４】
前記ロータは、前記回転軸を中心とする周方向における前記磁石挿入孔の中心に極中心を有し、前記周方向における前記磁石挿入孔の外側に極間を有し、
前記ロータの外周は、前記極中心を通って延在する第１の外周部と、前記極間を通って延在する第２の外周部とを有し、
前記第１の外周部から前記ステータまでの距離は、前記第２の外周部から前記ステータまでの距離よりも近い
請求項１から３までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項５】
前記第２の外周部上の第１の点と前記回転軸とを結ぶ直線上に、前記永久磁石の前記周方向の端部が位置している
請求項４に記載の電動機。
【請求項６】
前記第２の外周部上の第１の点と前記回転軸とを結ぶ直線上に、前記永久磁石の前記周方向の一端部の前記回転軸を中心とする径方向の外側の角部が位置している
請求項４または５に記載の電動機。
【請求項７】
前記ロータは、前記周方向における前記磁石挿入孔の少なくとも一方の側に、前記磁石挿入孔につながる空隙を有し、
前記永久磁石の前記周方向の一端部の前記回転軸を中心とする径方向の外側の角部が、前記空隙の内部に位置し、前記ロータコアには接していない
請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項８】
前記永久磁石によって第１の磁極が構成され、
前記ロータコアの一部によって第２の磁極が構成される
請求項１から７までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項９】
回転シャフトと、
前記回転シャフトと前記ロータコアとの間に設けられ、非磁性材料で形成された支持部と
を備えた請求項８に記載の電動機。
【請求項１０】
前記永久磁石の保磁力の前記下限値Ｈｃｔは、前記電動機の使用温度範囲の最高温度での保磁力である
請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１１】
Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧの値が、７５０Ａ／ｍｍ以上である
請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１２】
前記コイルに電流を供給するインバータと、前記インバータを制御する制御装置とを有し、
前記制御装置は、前記インバータの電流値が前記過電流閾値を超えると、前記インバータを停止する
請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
【請求項１３】
請求項１から１２までの何れか１項に記載の電動機と、
前記電動機によって回転する羽根部と
を備えた送風機。
【請求項１４】
室外機と、室内機と、前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管とを備え、
前記室外機および前記室内機の少なくとも一方は、請求項１３に記載の送風機を有する
空気調和装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９０】
永久磁石３５の構成は、実施の形態１の永久磁石２５と同様である。すなわち、永久磁石３５の厚さは、２．１ｍｍ以上である。また、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔと、ロータ３とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、永久磁石３５の保磁力の下限値Ｈｃｔとは、Ｈｃｔ≧０．４×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋４１０を満足する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
また、永久磁石３５の厚さは、３ｍｍ以上であってもよい。この場合、コイル５５に流れる電流の過電流閾値Ｉｐ（Ａ）と、１つのティース５１に対するコイル５５の巻き数Ｎｔと、ロータ３とステータ５との最小間隔ＡＧ（ｍｍ）と、永久磁石３５の保磁力の下限値Ｈｃｔとは、Ｈｃｔ≧０．３２×（Ｉｐ×Ｎｔ／ＡＧ）＋３５０を満足する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９２】
これにより、永久磁石３５の厚さＴ１を２．１ｍｍ以上（あるいは３ｍｍ以上）とすることで製造コストを低減しながら、永久磁石３５の減磁を抑制することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０５】
磁気センサ７１の検出信号は、駆動回路７２に出力される。なお、駆動回路７２が電動機１の外部に配置されている場合には、磁気センサ７１の検出信号はセンサリード線を介して駆動回路７２に出力される。駆動回路７２は、磁気センサ７１からの検出信号に基づき、ステータ５に対するロータ３の相対的な回転位置に応じてコイル５５に流す電流を制御する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図７】
2020003414.tif 000020
【国際調査報告】
2020003414.tif 000021
2020003414.tif 000022