(57)【要約】  ロータは、軸線を中心とする環状のロータコアであって、軸線の方向に、第１の磁石挿入孔を有する第１のコア部と、第２の磁石挿入孔を有する第２のコア部とを有するロータコアと、第１の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第１の永久磁石と、第２の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第２の永久磁石とを有する。第１の磁石挿入孔の軸線を中心とする径方向の幅は、第２の磁石挿入孔の径方向の幅よりも広い。第１のコア部は、第１の磁石挿入孔の径方向の外側に、径方向の長さが軸線を中心とする周方向の長さよりも長い、１以上の数Ｎ１のスリットを有する。第２のコア部は、第２の磁石挿入孔の径方向の外側に、径方向の長さが周方向の長さよりも長い、０以上の数Ｎ２のスリットを有する。Ｎ１＞Ｎ２が成り立ち、ロータコアの軸線の方向の長さに対する第２のコア部の軸線の方向の長さの割合が、７０％以上、１００未満である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸線を中心とする環状のロータコアであって、前記軸線の方向に、第１の磁石挿入孔を有する第１のコア部と、第２の磁石挿入孔を有する第２のコア部とを有するロータコアと、
前記第１の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第１の永久磁石と、
前記第２の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第２の永久磁石と
を有し、
前記第１の磁石挿入孔の前記軸線を中心とする径方向の幅は、前記第２の磁石挿入孔の前記径方向の幅よりも広く、
前記第１のコア部は、前記第１の磁石挿入孔の前記径方向の外側に、前記径方向の長さが前記軸線を中心とする周方向の長さよりも長い、１以上の数Ｎ１のスリットを有し、
前記第２のコア部は、前記第２の磁石挿入孔の前記径方向の外側に、前記径方向の長さが前記周方向の長さよりも長い、０以上の数Ｎ２のスリットを有し、
Ｎ１＞Ｎ２が成り立ち、
前記ロータコアの前記軸線の方向の長さに対する前記第２のコア部の前記軸線の方向の長さの割合が、７０％以上、１００未満である
ロータ。
【請求項２】
前記ロータコアの前記軸線の方向の長さに対する前記第２のコア部の前記軸線の方向の長さの割合が、９０％以下である
請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記ロータコアは、前記第２のコア部の前記軸線の方向の両側に、２つの前記第１のコア部を有する
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項４】
前記ロータコアは、前記第１のコア部の前記軸線の方向の両側に、２つの前記第２のコア部を有する
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項５】
前記ロータコアは、前記軸線の方向に隣り合うように前記第１のコア部と前記第２のコア部とを１つずつ有する
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項６】
前記第１の磁石挿入孔と前記第２の磁石挿入孔とは、前記軸線の方向に互いに連続している
請求項１から５までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項７】
前記第１の磁石挿入孔と前記第２の磁石挿入孔とは、前記径方向の外側または内側の端縁が、互いに同一の径方向位置にある
請求項１から６までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項８】
前記第１のコア部の前記数Ｎ１のスリットは、前記第１の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成された複数のスリットである
請求項１から７までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項９】
前記第２のコア部の前記数Ｎ２のスリットは、前記第２の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成された複数のスリットである
請求項１から８までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項１０】
前記第１のコア部は、前記第１の磁石挿入孔の前記周方向の両端に、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長いサイドスリットを有し、
前記第２のコア部は、前記第２の磁石挿入孔の前記周方向の両端に、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長いサイドスリットを有する
請求項１から９までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１１】
前記第１の磁石挿入孔は、当該第１の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在し、
前記第２の磁石挿入孔は、当該第２の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在している
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１２】
前記ロータコアは、当該ロータコアを軸方向に貫通する貫通穴を有する
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１３】
請求項１から１２までの何れか１項に記載のロータと、
前記ロータを囲むステータコアと、前記ステータコアに巻かれた巻線とを有するステータと
を有する電動機。
【請求項１４】
前記ステータコアは、当該ステータコアの外周に切欠き部を有する
請求項１３に記載の電動機。
【請求項１５】
前記巻線は、銅またはアルミニウムで構成された導体と、前記導体の表面を覆う絶縁被膜とを有する
請求項１３または１４に記載の電動機。
【請求項１６】
格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と
を備え、
前記電動機は、
請求項１から１２までの何れか１項に記載のロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
を有する圧縮機。
【請求項１７】
圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備え、
前記圧縮機は、
格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と
を備え、
前記電動機は、
請求項１から１２までの何れか１項に記載のロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
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、ロータ、電動機、圧縮機および空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
業務用エアコン等の大型空調装置では、圧縮機の容量の増加に伴い、電動機の回転数の高速化が求められている。電動機の回転数を高速化すると、電動機の巻線に流れる電流の周波数が高くなる。一方、永久磁石に希土類磁石を用いた永久磁石埋込型の電動機では、高周波数域で永久磁石に渦電流が発生し、電動機効率が低下する可能性がある。そのため、渦電流の低減が課題となる。【０００３】
特許文献１には、永久磁石を挿入する磁石孔を有するロータコアであって、磁石孔の内面に、永久磁石に接触する部分と接触しない部分とを軸方向に交互に設けたものが開示されている。また、特許文献２には、軸方向および周方向に細かく分割された永久磁石を備えたロータが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１１６１０５号公報（図４参照）
【特許文献２】特開２００５−３５４８９９号公報（図５参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の構成では、磁石孔の内面と永久磁石との非接触部分が多いため、永久磁石の磁束がロータコアを通ってステータまで到達しにくい。そのため、ステータの巻線に有効に鎖交する磁束が減少し、磁力の低下につながる。また、特許文献２の構成では、周方向に分割された永久磁石の間で漏れ磁束が発生しやすく、やはり磁力の低下につながる。【０００６】
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、磁力の低下を抑制しながら、渦電流損を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のロータは、軸線を中心とする環状のロータコアであって、軸線の方向に、第１の磁石挿入孔を有する第１のコア部と、第２の磁石挿入孔を有する第２のコア部とを有するロータコアと、第１の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第１の永久磁石と、第２の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第２の永久磁石とを有する。第１の磁石挿入孔の軸線を中心とする径方向の幅は、第２の磁石挿入孔の径方向の幅よりも広い。第１のコア部は、第１の磁石挿入孔の径方向の外側に、径方向の長さが軸線を中心とする周方向の長さよりも長い、１以上の数Ｎ１のスリットを有する。第２のコア部は、第２の磁石挿入孔の径方向の外側に、径方向の長さが周方向の長さよりも長い、０以上の数Ｎ２のスリットを有する。Ｎ１＞Ｎ２が成り立ち、ロータコアの軸線の方向の長さに対する第２のコア部の軸線の方向の長さの割合が、７０％以上、１００未満である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、数Ｎ１のスリットを有する第１のコア部と、数Ｎ２（＜Ｎ１）のスリットを有する第２のコア部とを有するロータコアを有し、ロータコアの軸方向長さに対する第２のコア部の軸方向長さの割合が、７０％以上、１００未満であるため、渦電流損を低減することができる。また、永久磁石を周方向に分割した場合と比較して、漏れ磁束を低減できるため、磁力の低下を抑制することができる。また、第２の永久磁石を第１の永久磁石よりも薄く構成できるため、製造コストを低減することができる。
【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（Ａ）および巻線の断面構造を示す模式図（Ｂ）である。
【図２】実施の形態１の電動機の１磁極に相当する部分を示す断面図である。
【図３】実施の形態１のロータの１磁極に相当する部分を模式的に示す斜視図である。
【図４】図３の線分ＩＶ−ＩＶにおける矢視方向の縦断面図である。
【図５】図３の線分Ｖ−Ｖにおける矢視方向の断面図である。
【図６】図３の線分ＶＩ−ＶＩにおける矢視方向の断面図である。
【図７】ロータコアにおける第２のコア部の軸方向長さの割合と、永久磁石の体積との関係を示すグラフである。
【図８】ロータコアにおける第２のコア部の軸方向長さの割合と、永久磁石の渦電流損との関係を示すグラフである。
【図９】ロータコアにおける第２のコア部の軸方向長さの割合と、発生トルクとの関係を示すグラフである。
【図１０】ロータコアにおける第２のコア部の軸方向長さの割合と、トルクリプルとの関係を示すグラフである。
【図１１】実施の形態１の第１の変形例のロータの第２のコア部における断面図である。
【図１２】実施の形態１の第２の変形例のロータの第２のコア部における断面図である。
【図１３】実施の形態１の第３の変形例のロータの第２のコア部における断面図である。
【図１４】実施の形態２のロータの１磁極に相当する部分を模式的に示す斜視図である。
【図１５】実施の形態２のロータを示す縦断面図である。
【図１６】実施の形態３のロータの１磁極に相当する部分を模式的に示す斜視図である。
【図１７】実施の形態３のロータを示す縦断面図である。
【図１８】各実施の形態の電動機が適用可能な圧縮機を示す図である。
【図１９】図１８の圧縮機を用いた空気調和装置を示す図である。
【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（Ａ）は、実施の形態１の電動機１００を示す断面図である。図１（Ａ）に示す電動機１００は、円筒状のシェル５の内側に組み込まれている。シェル５は、電動機１００が組み込まれる圧縮機５００（図１８）の容器の一部である。
【００１１】
電動機１００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ステータ１とを有する。ステータ１は、上述したシェル５の内側に組み込まれている。ステータ１とロータ２との間には、例えば０．５ｍｍのエアギャップ（すなわち隙間）Ｇが設けられている。
【００１２】
以下では、ロータ２の回転軸である軸線Ｃ１の方向を、「軸方向」と称する。また、軸線Ｃ１を中心とする円周に沿った方向を、「周方向」と称する。また、軸線Ｃ１を中心とする半径方向を、「径方向」と称する。なお、図１は、軸線Ｃ１に直交する面における断面図（すなわち横断面図）である。
【００１３】
＜ステータの構成＞
ステータ１は、ステータコア１０と、ステータコア１０に巻き付けられた巻線１５とを有する。ステータコア１０は、複数の積層要素を軸方向に積層し、カシメ等により締結したものである。積層要素は、例えば、厚さ０．２５〜０．５ｍｍの電磁鋼板を打ち抜き加工したものである。
【００１４】
ステータコア１０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク１１と、ヨーク１１から径方向内側に突出する複数のティース１２とを有する。ティース１２の数は、ここでは１８個であるが、これに限定されるものではない。ステータコア１０のティース１２には、図示しない絶縁部（インシュレータ）を介して、巻線１５が巻き付けられる。周方向に隣り合うティース１２の間には、巻線１５を収容するためのスロット１３が形成される。
【００１５】
図１（Ｂ）は、巻線１５の断面構造を示す模式図である。巻線１５は、アルミニウムまたは銅で構成された導体１５ａと、導体１５ａの周囲を覆う耐冷媒性の絶縁被膜１５ｂとを有する。巻線１５は、圧縮機５００（図１８）の内部の冷媒に接するため、耐冷媒性の絶縁被膜１５ｂで導体１５ａを保護している。巻線１５の巻き方は、複数のティース１２に跨って巻き付けられる分布巻であってもよく、あるいは、１つのティース１２毎に巻き付けられる集中巻であってもよい。
【００１６】
ステータコア１０の外周には、軸線Ｃ１を中心とする円筒面である複数の当接面１７と、軸線Ｃ１に平行な平坦面である複数の切欠き部１６とが形成されている。複数の当接面１７と複数の切欠き部１６とは、周方向に交互に形成されている。ここでは、当接面１７および切欠き部１６の数は、それぞれ６個であるが、これに限定されるものではない。
【００１７】
当接面１７は、シェル５の内周面５１に嵌合する。また、切欠き部１６とシェル５の内周面５１との間には、隙間が形成される。この隙間は、圧縮機５００の冷媒が軸方向に流れる冷媒流路となる。
【００１８】
＜ロータの構成＞
ロータ２は、軸線Ｃ１を中心とする環状のロータコア２０を有する。ロータコア２０は、軸線Ｃ１を中心とする円筒状の外周面を有する。ロータコア２０の径方向の中心には、シャフト孔２４が形成されている。シャフト孔２４には、回転シャフト２５が圧入によって固定されている。
【００１９】
ロータ２は、周方向に複数の磁極を有する。磁極の数は、後述する第１の永久磁石２２Ａの数と等しく、第２の永久磁石２２Ｂ（図６）の数とも等しい。ここでは、ロータ２の磁極数は６極である。但し、ロータ２の磁極数は６極に限定されるものではなく、２極以上であればよい。
【００２０】
図２は、ロータ２の１磁極に相当する部分と、これにエアギャップを介して対向するステータ１の一部を示す断面図である。図２において、ロータ２の磁極の中心を通る径方向の直線を、磁極中心線Ｍ１とする。隣り合う磁極との境界（すなわち極間）を、符号Ｍ２で示す。
【００２１】
図３は、ロータ２の１磁極に相当する部分を模式的に示す斜視図である。図４は、図３における線分ＩＶ−ＩＶにおける矢視方向の断面図、すなわちロータ２の縦断面図である。なお、図３では、ロータ２内の第１の永久磁石２２Ａは、実線で表されている。
【００２２】
図３および図４に示すように、ロータコア２０は、軸方向に、２つの第１のコア部２０Ａと、１つの第２のコア部２０Ｂとを有する。より具体的には、軸方向において、２つの第１のコア部２０Ａの間に、１つの第２のコア部２０Ｂが配置されている。第１のコア部２０Ａは軸方向に長さＬ１を有し、第２のコア部２０Ｂは軸方向に長さＬ２を有する。
【００２３】
図５は、図３における線分Ｖ−Ｖにおける矢視方向の断面図、すなわち第１のコア部２０Ａにおける断面図である。第１のコア部２０Ａは、積層要素を軸方向に積層し、カシメ等により締結したものである。積層要素は、例えば、厚さ０．２５〜０．５ｍｍの電磁鋼板を打ち抜き加工したものである。
【００２４】
第１のコア部２０Ａの外周に沿って、第１の磁石挿入孔２１Ａが形成されている。第１の磁石挿入孔２１Ａは、第１のコア部２０Ａを軸方向に貫通している。ここでは、上述したロータ２の磁極数と同じ６個の第１の磁石挿入孔２１Ａ（図１参照）が、周方向に等間隔に形成されている。
【００２５】
上述した磁極中心線Ｍ１は、第１の磁石挿入孔２１Ａの周方向の中心を通る。第１の磁石挿入孔２１Ａは、磁極中心線Ｍ１に対して直交する方向に直線状に延在している。また、第１の磁石挿入孔２１Ａは、径方向外側の端縁である外側端縁２０１と、径方向内側の端縁である内側端縁２０２とを有する。
【００２６】
第１の磁石挿入孔２１Ａには、第１の永久磁石２２Ａが挿入されている。第１の永久磁石２２Ａは、１磁極を構成する。第１の永久磁石２２Ａは平板状であり、磁極中心線Ｍ１に直交する板面を有する。
【００２７】
第１の永久磁石２２Ａは、第１のコア部２０Ａの径方向外側と径方向内側とで異なる磁極を有するように着磁されている。また、隣り合う磁極の第１の永久磁石２２Ａは、着磁方向が互いに逆になっている。
【００２８】
第１の永久磁石２２Ａは、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を主成分とする希土類磁石（より具体的には、希土類焼結磁石）で構成され、表面が絶縁性の被膜で覆われている。希土類磁石は、残留磁束密度および保磁力が高いため、電動機効率および減磁耐力が向上する。保磁力をさらに高めるために、希土類磁石にディスプロシウム（Ｄｙ）またはテルビウム（Ｔｂ）を加えてもよい。
【００２９】
第１の磁石挿入孔２１Ａの周方向の両側には、フラックスバリア２３が形成されている。フラックスバリア２３は、第１の磁石挿入孔２１Ａの周方向端部から第１のコア部２０Ａの外周に向けて径方向に延在する空隙である。フラックスバリア２３は、隣り合う磁極間の漏れ磁束（すなわち極間Ｍ２を通って流れる磁束）を低減するために設けられる。
【００３０】
第１のコア部２０Ａにおいて、２つのフラックスバリア２３の周方向内側には、サイドスリット３５がそれぞれ形成されている。サイドスリット３５は、周方向の長さが径方向の長さよりも長いスリットであり、第１のコア部２０Ａの外周に沿って延在している。
【００３１】
サイドスリット３５は、フラックスバリア２３における磁気抵抗を増加させ、隣り合う磁極間の漏れ磁束を低減する効果を高めるものである。サイドスリット３５およびフラックスバリア２３による漏れ磁束の低減作用により、ステータ１のティース１２に鎖交する磁束（有効磁束）が増加し、電動機効率が向上する。
【００３２】
第１のコア部２０Ａは、第１の磁石挿入孔２１Ａの径方向外側に、数Ｎ１（Ｎ１は１以上の整数）のスリットを有している。ここでは、１つの第１の磁石挿入孔２１Ａの周方向中心から周方向外側にかけて、スリット３１，３２，３３，３４が２つずつ形成されている。すなわち、スリットの数Ｎ１は、８である。但し、数Ｎ１は８に限らず、１以上であればよい。なお、数Ｎ１には、サイドスリット３５の数は含まない。
【００３３】
スリット３１，３２，３３，３４は、いずれも、径方向の長さが周方向の長さよりも長い形状を有する。スリット３１，３２，３３，３４は、トルクリプルの低減のために設けられている。トルクリプルの低減効果を高めるためには、スリット３１，３２，３３，３４は、磁極中心線Ｍ１を中心として対称に形成されていることが望ましい。なお、対称に形成されるとは、形状および配置が対称であることを言う。
【００３４】
スリット３１，３２，３３，３４の長手方向は、磁極中心線Ｍ１に平行であることが望ましい。スリット３１，３２，３３，３４を磁極中心線Ｍ１に平行にすることで、第１の永久磁石２２Ａの磁束を最短距離でステータ１に導くことができる。なお、スリット３１，３２，３３，３４の長手方向は、磁極中心線Ｍ１に対して傾斜していてもよいが、その場合には磁極中心線Ｍ１を中心として対称に傾斜していることが望ましい。
【００３５】
また、第１のコア部２０Ａは、第１の磁石挿入孔２１Ａよりも径方向内側に、第１の貫通穴２６、第２の貫通穴２７および第３の貫通穴２８を有する。これらの貫通穴２６，２７，２８は、冷媒流路である。
【００３６】
第１の貫通穴２６は、１磁極に２つずつ、磁極中心線Ｍ１の両側に形成されている。第２の貫通穴２７は、１磁極に１つずつ、第１の貫通穴２６よりも径方向内側で、且つ磁極中心線Ｍ１上に形成されている。第３の貫通穴２８は、１磁極に１つずつ、第２の貫通穴２７よりも径方向内側で、且つ極間Ｍ２に形成されている。なお、必ずしも貫通穴２６，２７，２８の全てが設けられている必要はなく、貫通穴２６，２７，２８のうちの何れかが設けられていればよい。上述した図１（Ａ）では、貫通穴２６，２７，２８は省略されている。
【００３７】
図６は、図３における線分ＶＩ−ＶＩにおける矢視方向の断面図、すなわち第２のコア部２０Ｂにおける断面図である。第２のコア部２０Ｂは、積層要素を軸方向に積層し、カシメ等により締結したものである。積層要素は、例えば、厚さ０．２５〜０．５ｍｍの電磁鋼板を打ち抜き加工したものである。
【００３８】
第２のコア部２０Ｂの外周に沿って、第２の磁石挿入孔２１Ｂが形成されている。第２の磁石挿入孔２１Ｂは、第２のコア部２０Ｂを軸方向に貫通している。ここでは、上述したロータ２の磁極数と同じ６個の第２の磁石挿入孔２１Ｂが、周方向に等間隔に形成されている。第１の磁石挿入孔２１Ａ（図５）と第２の磁石挿入孔２１Ｂとは、軸方向に連続して形成されている。
【００３９】
上述した磁極中心線Ｍ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの周方向の中心を通る。第２の磁石挿入孔２１Ｂは、磁極中心線Ｍ１に対して直交する方向に直線状に延在する。また、第２の磁石挿入孔２１Ｂは、径方向外側の端縁である外側端縁２０３と、径方向内側の端縁である内側端縁２０４とを有する。
【００４０】
第２の磁石挿入孔２１Ｂには、第２の永久磁石２２Ｂが挿入されている。第２の永久磁石２２Ｂは、１磁極を構成する。第２の永久磁石２２Ｂは平板状であり、磁極中心線Ｍ１に直交する板面を有する。また、第２の永久磁石２２Ｂは、軸方向に隣接する第１の永久磁石２２Ａと同様に着磁されている。
【００４１】
第２の永久磁石２２Ｂは、第１の永久磁石２２Ａと同様、ネオジウム、鉄およびボロンを主成分とする希土類磁石（より具体的には、希土類焼結磁石）で構成され、表面が絶縁性の被膜で覆われている。また、保磁力をさらに高めるために、希土類磁石にディスプロシウムまたはテルビウムを加えてもよい。
【００４２】
第２の磁石挿入孔２１Ｂの周方向の両側には、フラックスバリア２３が形成されている。フラックスバリア２３は、第１のコア部２０Ａのフラックスバリア２３（図５）と軸方向に連続している。第２のコア部２０Ｂのフラックスバリア２３と、第１のコア部２０Ａのフラックスバリア２３（図５）とは、形状および配置が同じである。
【００４３】
２つのフラックスバリア２３の周方向内側には、サイドスリット３５がそれぞれ形成されている。サイドスリット３５は、第１のコア部２０Ａのサイドスリット３５（図５）と軸方向に連続している。第２のコア部２０Ｂのサイドスリット３５と、第１のコア部２０Ａのサイドスリット３５（図５）とは、形状および配置が同じである。
【００４４】
また、第２のコア部２０Ｂは、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に、数Ｎ２（Ｎ２は０以上で、Ｎ１より小さい整数）のスリットを有している。ここでは、数Ｎ２は０である。すなわち、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側には、スリットは設けられていない。数Ｎ２は、数Ｎ１より小さければ、０に限らず、１以上であってもよい。なお、数Ｎ２には、サイドスリット３５の数は含まない。
【００４５】
第２のコア部２０Ｂは、第２の磁石挿入孔２１Ｂよりも径方向内側に、第１の貫通穴２６、第２の貫通穴２７および第３の貫通穴２８を有する。第１の貫通穴２６は、第１のコア部２０Ａの第１の貫通穴２６（図５）と軸方向に連続している。第２の貫通穴２７は、第１のコア部２０Ａの第２の貫通穴２７（図５）と軸方向に連続している。第３の貫通穴２８は、第１のコア部２０Ａの第３の貫通穴２８（図５）と軸方向に連続している。
【００４６】
図４に戻り、第１の磁石挿入孔２１Ａと第２の磁石挿入孔２１Ｂとは、軸方向に互いに連続している。第１の磁石挿入孔２１Ａの径方向の幅Ｗ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向の幅Ｗ２よりも広い。また、第１の永久磁石２２Ａの径方向の幅は、第２の永久磁石２２Ｂの径方向の幅よりも広い。
【００４７】
磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂの外側端縁２０１，２０３は、径方向位置が互いに同じである。一方、第１の磁石挿入孔２１Ａの内側端縁２０２は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの内側端縁２０４よりも径方向内側に位置する。なお、このような構成に限らず、内側端縁２０２，２０４の径方向位置が互いに同じで、外側端縁２０１が外側端縁２０３よりも径方向内側に位置する構成も可能である。
【００４８】
ロータコア２０は、図５に示した第１のコア部２０Ａの形状に打ち抜いた複数の電磁鋼板と、図６に示した第２のコア部２０Ｂの形状に打ち抜いた複数の電磁鋼板とを、軸方向に積層することにより構成される。第１の磁石挿入孔２１Ａ（図５）の周方向両端の周方向位置は、第２の磁石挿入孔２１Ｂ（図６）の周方向両端の周方向位置と同じである。
【００４９】
ロータコア２０では、幅の広い第１の磁石挿入孔２１Ａを有する第１のコア部２０Ａが、幅の狭い第２の磁石挿入孔２１Ｂを有する第２のコア部２０Ｂの軸方向両側に配置されている。そのため、ロータコア２０の軸方向の一方の側から、第２の磁石挿入孔２１Ｂに第２の永久磁石２２Ｂを挿入し、その後、ロータコア２０の軸方向の両側から、各第１の磁石挿入孔２１Ａに第１の永久磁石２２Ａを挿入することができる。
【００５０】
上記の通り、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂの外側端縁２０１，２０３の径方向位置が互いに同じであるため、挿入される永久磁石２２Ａ，２２Ｂが外側端縁２０１，２０３に案内される。そのため、永久磁石２２Ａ，２２Ｂを磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂに容易に挿入することができる。
【００５１】
＜作用＞
次に、実施の形態１の電動機１００の作用について説明する。永久磁石２２Ａ，２２Ｂは、希土類磁石で構成されているため、導電性を有する。永久磁石２２Ａ，２２Ｂには、ステータ１の巻線１５で発生した磁束（すなわちステータ磁束）が通過するが、永久磁石２２Ａ，２２Ｂを通過するステータ磁束Φの時間変化（ｄΦ／ｄｔ）に応じて、永久磁石２２Ａ，２２Ｂのそれぞれの内部に渦電流が流れる。渦電流は、損失（すなわち渦電流損）となるため、電動機効率の低下の原因となる。また、ジュール熱により永久磁石２２Ａ，２２Ｂの温度が上昇するため、永久磁石２２Ａ，２２Ｂの高温減磁の原因ともなる。
【００５２】
一般に、磁石挿入孔の径方向外側のスリットの数が多いほど、スリットと磁石挿入孔との間の領域にステータ磁束が集中しやすくなり（すなわち磁束密度が高くなり）、磁束の変動によって永久磁石の内部で誘導起電力が発生し、渦電流が流れやすくなる。この実施の形態１では、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側のスリットの数Ｎ２を少なくすることにより、渦電流損を低減している。
【００５３】
一方、磁石挿入孔の径方向外側のスリットの数が少ない場合、渦電流損は低減されるが、トルクリプル（トルク脈動）が増加し、電動機１００の騒音および振動の原因となる。この実施の形態１では、第１のコア部２０Ａが第１の磁石挿入孔２１Ａの径方向外側に数Ｎ１（＞Ｎ２）のスリット３１〜３４を有するため、トルクリプルを低減し、これにより電動機１００の騒音および振動を低減することができる。
【００５４】
また、磁石挿入孔の径方向外側のスリットの数が多いほど、ステータ磁束がスリットに沿って永久磁石に誘導されやすくなり、永久磁石の減磁が生じやすくなる。この実施の形態１では、第１のコア部２０Ａのスリット３１〜３４の数Ｎ１が、第２のコア部２０Ｂのスリットの数Ｎ２よりも多いため、第１の永久磁石２２Ａよりも第２の永久磁石２２Ｂの方が減磁しにくい（すなわち減磁耐力が高い）。
【００５５】
但し、ロータ２の全体としての減磁耐力は、第１の永久磁石２２Ａおよび第２の永久磁石２２Ｂのうちの低い方の減磁耐力と一致する。そのため、ロータ２の全体としての減磁耐力を向上するためには、第１の永久磁石２２Ａの減磁耐力を向上する必要がある。
【００５６】
そこで、この実施の形態１では、第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１を、第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広くしている（Ｗ１＞Ｗ２）。これにより、第１の磁石挿入孔２１Ａに挿入される第１の永久磁石２２Ａの幅が、第２の磁石挿入孔２１Ｂに挿入される第２の永久磁石２２Ｂの幅よりも広くなる。そのため、第１の永久磁石２２Ａにおけるステータ磁束の集中が緩和され、第１の永久磁石２２Ａの減磁が生じにくくなる。すなわち、第１の永久磁石２２Ａの減磁耐力を、第２の磁石挿入孔２１Ｂと同等に近付けることができる。
【００５７】
このように、第１のコア部２０Ａと第２のコア部２０Ｂとを組み合わせることにより、トルクリプルを増加させることなく、また、減磁耐力を低下させることなく、渦電流損を低減することができる。渦電流損の低減により、電動機効率を向上することができ、また、永久磁石２２Ａ，２２Ｂの発熱が抑えられるため、高温減磁を防止することができる。
【００５８】
また、第１の永久磁石２２Ａと比較して第２の永久磁石２２Ｂを薄く構成できるため、材料コストを低減し、これにより電動機１００の製造コストを低減することができる。加えて、永久磁石を周方向に分割した場合のような漏れ磁束が生じにくく、従って磁力の低下を抑制することができる。
【００５９】
次に、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合について説明する。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合とは、ロータコア２０の軸方向長さ（Ｌ１×２＋Ｌ２）に対する、第２のコア部２０Ｂの軸方向長さＬ２の割合（％）であり、Ｌ２／（Ｌ１×２＋Ｌ２）×１００で表される。
【００６０】
なお、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、ロータコア２０の体積に対する第２のコア部２０Ｂの体積の割合と考えてもよく、あるいは、ロータコア２０の重量に対する第２のコア部２０Ｂの重量の割合と考えてもよい。
【００６１】
図７は、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合と、永久磁石２２Ａ，２２Ｂの体積との関係を示すグラフである。永久磁石２２Ａ，２２Ｂの体積は、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が０の場合、すなわちロータコア２０を第１のコア部２０Ａのみで構成した場合の永久磁石２２Ａ，２２Ｂの体積を基準値（１００％）とし、この基準値に対する相対値で表す。
【００６２】
図７から、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が増加するほど、永久磁石２２Ａ，２２Ｂの体積が減少することが分かる。これは、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２が第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１より狭いためである。
【００６３】
図８は、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合と、渦電流損との関係を示すグラフである。渦電流損は、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が０の場合、すなわちロータコア２０を第１のコア部２０Ａのみで構成した場合の渦電流損を基準値（１００％）とし、この基準値に対する相対値で表す。
【００６４】
図８から、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が増加するほど、渦電流損が減少することが分かる。特に、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が７０％以上では、渦電流損が、ロータコア２０を第１のコア部２０Ａのみで構成した場合の５０％以下に低減することが分かる。
【００６５】
この渦電流損の低減効果（５０％）は、一般に、永久磁石を周方向に２分割した場合の効果と同等である。すなわち、第１のコア部２０Ａと第２のコア部２０Ｂとを軸方向に組み合わせたロータコア２０を用い、そのロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合を７０％以上にすることで、永久磁石を周方向に２分割した場合と同等の効果が得られることが分かる。
【００６６】
永久磁石を周方向に２分割した場合、渦電流損は低減されるが、周方向に分割された永久磁石の間で漏れ磁束が発生する。このように漏れ磁束が発生すると、トルク定数（すなわち、発生トルクＴ＝定数Ｋ×電流Ｉと表した場合の定数Ｋ）が低下する。この実施の形態１では、永久磁石を周方向に分割する必要がないため、漏れ磁束によるトルク定数の低下を抑えることができる。すなわち、永久磁石を周方向に２分割した場合のような、漏れ磁束による磁力の低下を抑えることができる。
【００６７】
なお、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合の上限は、第１のコア部２０Ａが１枚の電磁鋼板のみで構成されている場合とする。そのため、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合の範囲は、７０％以上、１００％未満である。
【００６８】
図９は、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合と、発生トルクとの関係を示すグラフである。発生トルクは、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が０の場合、すなわちロータコア２０を第１のコア部２０Ａのみで構成した場合の発生トルクを基準値（１００％）とし、この基準値に対する相対値で表す。
【００６９】
図９から、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が増加するほど、発生トルクが増加することが分かる。これは、第２のコア部２０Ｂのスリットの数Ｎ２が少ない（具体的には０である）ため、第２の永久磁石２２Ｂからステータ１に向かう磁束を遮るものが少なく、その結果、ティース１２に鎖交する磁束（有効磁束）が増加するためである。
【００７０】
図１０は、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合と、トルクリプルとの関係を示すグラフである。トルクリプルは、電気角１周期におけるトルクの最大値Ｔｍａｘと、トルクの最小値Ｔｍｉｎと、トルクの平均値Ｔａｖｅとに基づき、（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）／Ｔａｖｅ×１００で定義される。例えば、トルクリプル１００％とは、トルクの最大値と最小値との差（Ｔｍａｘ−Ｔｍｉｎ）が、トルクの平均値Ｔａｖｅと同じであることを意味する。
【００７１】
図１０から、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が増加するほど、トルクリプルが増加することが分かる。これは、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が増加するほど、トルクリプル低減のためのスリット３１〜３４を有する第１のコア部２０Ａの軸方向長さの割合が減少することによるものである。
【００７２】
トルクリプルは、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が１００％の場合、すなわちロータコア２０を第２のコア部２０Ｂのみで構成した場合に最大値（５５％）となる。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が９０％の場合には、トルクリプルが最大値に対して１０％（図１０の縦軸目盛では５％）低下する。トルクリプルの１０％の低減は、騒音１ｄＢの低減に相当する。そのため、騒音１ｄＢ分の低減効果を得るためには、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、９０％以下であることが望ましい。
【００７３】
＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、実施の形態１のロータ２では、ロータコア２０が、第１の磁石挿入孔２１Ａを有する第１のコア部２０Ａと、第２の磁石挿入孔２１Ｂを有する第２のコア部とを備え、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂには、希土類磁石で構成された永久磁石２２Ａ，２２Ｂが配置される。第１の磁石挿入孔２１Ａの径方向の幅Ｗ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向の幅Ｗ２よりも広い。第１のコア部２０Ａは、第１の磁石挿入孔２１Ａの径方向外側に、径方向に長い数Ｎ１（１≦Ｎ１）のスリット３１〜３４を有し、第２のコア部２０Ｂは、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に、周方向に長い数Ｎ２（０≦Ｎ２＜Ｎ１）のスリットを有する。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００％未満である。
【００７４】
このように、第２のコア部２０Ｂのスリットの数Ｎ２が第１のコア部２０Ａのスリットの数Ｎ１よりも少なく、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が７０％以上、１００％未満であるため、渦電流損を低減することができる。また、第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１が第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広いため、第１の永久磁石２２Ａの減磁耐力と第２の永久磁石２２Ｂの減磁耐力とを同等に近付けることができる。また、第１の永久磁石２２Ａと比較して第２の永久磁石２２Ｂを薄く構成できるため、製造コストを低減することができる。また、永久磁石を周方向に分割した場合のような漏れ磁束が生じにくいため、磁力の低下を抑制することができる。
【００７５】
また、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合を９０％以下とすることにより、トルクリプルに起因する騒音を低減することができる。
【００７６】
また、第２のコア部２０Ｂの軸方向の両側に２つの第１のコア部２０Ａが設けられているため、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂへの永久磁石２２Ａ，２２Ｂの挿入が容易であり、また、ロータ２の軸方向の重量バランスも向上する。
【００７７】
また、第１の磁石挿入孔２１Ａと第２の磁石挿入孔２１Ｂとが軸方向に互いに連続しているため、第２の永久磁石２２Ｂを第１の磁石挿入孔２１Ａを通過させて第２の磁石挿入孔２１Ｂに挿入することができ、挿入作業が容易になる。
【００７８】
また、第１の磁石挿入孔２１Ａと第２の磁石挿入孔２１Ｂとは、外側端縁２０１，２０３（または内側端縁２０２，２０４）が互いに同一の径方向位置にあるため、その外側端縁２０１，２０３（または内側端縁２０２，２０４）によって永久磁石２２Ａ，２２Ｂの挿入を案内することができ、挿入作業がさらに容易になる。
【００７９】
また、第１のコア部２０Ａのスリット３１，３２，３３，３４が、磁極中心線Ｍ１に対して対称に形成されているため、エアギャップに発生する磁束の空間高調波を抑制し、トルクリプルおよび径方向加振力（ステータ磁界によるロータコア２０の吸引力）を抑制することができる。
【００８０】
また、第１のコア部２０Ａが、第１の磁石挿入孔２１Ａの周方向の両側にサイドスリット３５を有し、第２のコア部２０Ｂが、第２の磁石挿入孔２１Ｂの周方向の両側にサイドスリット３５を有するため、隣り合う磁極間の漏れ磁束を低減することができる。
【００８１】
また、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂは、磁極中心線Ｍ１に直交するように直線状に延在しているため、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂよりも径方向外側のコア部分を小さくすることができる。そのため、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂよりも径方向外側のコア部分に加わる遠心力を低減し、ロータコア２０の耐久性を向上することができる。
【００８２】
また、ロータコア２０を軸方向に貫通する貫通穴２６，２７，２８が設けられているため、貫通穴２６，２７，２８を流れる冷媒により、ロータ２を冷却することができる。これにより、永久磁石２２Ａ，２２Ｂの高温減磁を抑制することができる。
【００８３】
また、ステータコア１０の外周に切欠き部１６が設けられているため、この切欠き部１６とシェル５との間を流れる冷媒により、電動機１００を冷却することができる。
【００８４】
また、ステータ１の巻線１５が、銅またはアルミニウムで構成された導体１５ａと、導体１５ａの表面を覆う絶縁被膜１５ｂとを有するため、例えば圧縮機５００の冷媒中において巻線１５の腐食を防止することができる。
【００８５】
第１の変形例．
図１１は、実施の形態１の第１の変形例のロータ２の第２のコア部２０Ｂにおける断面図である。第１の変形例の第２のコア部２０Ｂでは、１つの第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に、スリット３２，３３，３４が２つずつ形成されている。すなわち、スリットの数Ｎ２は、６である。第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａのスリットの数Ｎ１は、上記の通り８であるため、Ｎ１＞Ｎ２が成り立つ。
【００８６】
第２のコア部２０Ｂのスリット３２，３３，３４は、例えば、第１のコア部２０Ａの８個のスリット３１，３２，３３，３４のうちのスリット３２，３３，３４と、形状および配置が同じである。しかしながら、このような構成に限らず、各第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に６個のスリットが設けられていればよい。
【００８７】
第２のコア部２０Ｂのスリット３２，３３，３４は、磁極中心線Ｍ１に対して対称に形成されていることが望ましい。これにより、エアギャップに発生する磁束の空間高調波を抑制し、トルクリプルおよび径方向加振力を低減することができる。また、第２のコア部２０Ｂのスリット３２，３３，３４の長手方向は、磁極中心線Ｍ１と平行であることが望ましい。これにより、第２の永久磁石２２Ｂの磁束を最短距離でステータ１に導くことができる。
【００８８】
この第１の変形例においても、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００未満である。また、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。
【００８９】
第１の変形例のロータ２は、第２のコア部２０Ｂが磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリット３２，３３，３４を有することを除き、実施の形態１のロータ２と同様に構成されている。
【００９０】
第２の変形例．
図１２は、実施の形態１の第２の変形例のロータ２の第２のコア部２０Ｂにおける断面図である。第２の変形例の第２のコア部２０Ｂでは、１つの第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に、スリット３３，３４が２つずつ形成されている。すなわち、スリットの数Ｎ２は、４である。第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａのスリットの数Ｎ１は、上記の通り８であるため、Ｎ１＞Ｎ２が成り立つ。
【００９１】
第２のコア部２０Ｂのスリット３３，３４は、例えば、第１のコア部２０Ａの８個のスリット３１，３２，３３，３４のうちのスリット３３，３４と、形状および配置が同じである。しかしながら、このような構成に限らず、各第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に４個のスリットが設けられていればよい。
【００９２】
第２のコア部２０Ｂのスリット３３，３４は、磁極中心線Ｍ１に対して対称に形成されていることが望ましい。また、第２のコア部２０Ｂのスリット３３，３４の長手方向は、磁極中心線Ｍ１と平行であることが望ましい。
【００９３】
この第２の変形例においても、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００未満である。また、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。
【００９４】
第２の変形例のロータ２は、第２のコア部２０Ｂが第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリット３３，３４を有することを除き、実施の形態１のロータ２と同様に構成されている。
【００９５】
第３の変形例．
図１３は、実施の形態１の第３の変形例のロータ２の第２のコア部２０Ｂにおける断面図である。第３の変形例の第２のコア部２０Ｂでは、１つの第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に、２つのスリット３４が形成されている。すなわち、スリットの数Ｎ２は、２である。第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａのスリットの数Ｎ１は、上記の通り８であるため、Ｎ１＞Ｎ２が成り立つ。
【００９６】
第２のコア部２０Ｂのスリット３４は、例えば、第１のコア部２０Ａの８個のスリット３１，３２，３３，３４のうちのスリット３４と、形状および配置が同じである。しかしながら、このような構成に限らず、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に２つのスリットが設けられていればよい。
【００９７】
第２のコア部２０Ｂのスリット３４は、磁極中心線Ｍ１に対して対称に形成されていることが望ましい。また、第２のコア部２０Ｂのスリット３４の長手方向は、磁極中心線Ｍ１と平行であることが望ましい。
【００９８】
この第３の変形例においても、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００未満である。また、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。
【００９９】
第３の変形例のロータ２は、第２のコア部２０Ｂが第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリット３４を有することを除き、実施の形態１のロータ２と同様に構成されている。
【０１００】
第１〜第３の変形例（図１１〜図１３）では、第２のコア部２０Ｂが第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリットを有するが、そのスリットの数Ｎ２は、第１のコア部２０Ａのスリットの数Ｎ１よりも少ない（Ｎ２＜Ｎ１）。そのため、永久磁石２２Ａ，２２Ｂにおける渦電流損を低減することができる。また、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂの幅Ｗ１，Ｗ２がＷ１＞Ｗ２を満足するため、第１の永久磁石２２Ａの減磁耐力と第２の永久磁石２２Ｂの減磁耐力とを同等に近付けることができる。
【０１０１】
また、第２のコア部２０Ｂが第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリットを有するため、実施の形態１よりもトルクリプルの低減効果が向上する。
【０１０２】
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。図１４は、実施の形態２の電動機のロータ２の１磁極に相当する部分を示す斜視図である。図１５は、図１４における線分ＸＶ−ＸＶにおける矢視方向の断面図、すなわちロータ２の縦断面図である。
【０１０３】
上述した実施の形態１では、２つの第１のコア部２０Ａが第２のコア部２０Ｂの軸方向両側に設けられていた。これに対し、この実施の形態２では、２つの第２のコア部２０Ｂが第１のコア部２０Ａの軸方向両側に設けられている。
【０１０４】
第１のコア部２０Ａは、実施の形態１の第１のコア部２０Ａ（図５）と同様の構成を有し、ロータコア２０の軸方向中央に配置されている。第２のコア部２０Ｂは、実施の形態１の第２のコア部２０Ｂ（図６）と同様の構成を有し、ロータコア２０の軸方向両端に配置されている。
【０１０５】
図１５に示すように、第１のコア部２０Ａは軸方向の長さＬ３を有し、各第２のコア部２０Ｂは軸方向の長さＬ４を有する。第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、Ｌ４×２／（Ｌ３＋Ｌ４×２）×１００で表される。当該割合は、７０％以上、１００未満である。
【０１０６】
なお、第２のコア部２０Ｂは、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリットを有さないが、各変形例（図１１〜１３）で説明したように、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に数Ｎ２（＜Ｎ１）のスリットを有していてもよい。
【０１０７】
この実施の形態２では、幅Ｗ１の広い第１の磁石挿入孔２１Ａの軸方向両側に、幅Ｗ２の狭い第２の磁石挿入孔２１Ｂが位置する。そのため、ロータコア２０が完成する前に、第１の磁石挿入孔２１Ａに第１の永久磁石２２Ａを挿入する必要がある。
【０１０８】
そのため、電磁鋼板を積層して第１のコア部２０Ａを形成した段階で、その第１の磁石挿入孔２１Ａに第１の永久磁石２２Ａを挿入する。その後、第１のコア部２０Ａの軸方向両側に電磁鋼板を積層して第２のコア部２０Ｂを形成し、それぞれの第２の磁石挿入孔２１Ｂに第２の永久磁石２２Ｂを挿入する。
【０１０９】
実施の形態２のロータ２は、ロータコア２０において、２つの第２のコア部２０Ｂが第１のコア部２０Ａの軸方向両側に設けられていることを除き、実施の形態１のロータ２と同様に構成されている。
【０１１０】
以上説明したように、この第２の実施の形態においても、第２のコア部２０Ｂのスリットの数Ｎ２が第１のコア部２０Ａのスリットの数Ｎ１よりも少なく、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合が７０％以上、１００％未満であるため、渦電流損を低減することができる。また、第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１が第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広いため、第１の永久磁石２２Ａの減磁耐力と第２の永久磁石２２Ｂの減磁耐力とを同等に近付けることができる。また、第１の永久磁石２２Ａと比較して第２の永久磁石２２Ｂを薄く構成できるため、製造コストを低減することができる。
【０１１１】
また、第１のコア部２０Ａの軸方向の両側に、２つの第２のコア部２０Ｂが設けられているため、ロータ２の軸方向の重量バランスが向上する。
【０１１２】
実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１６は、実施の形態３の電動機のロータ２の１磁極に相当する部分を示す斜視図である。図１７は、図１６における線分ＸＶＩＩ−ＸＶＩＩにおける矢視方向の断面図、すなわちロータ２の縦断面図である。
【０１１３】
上述した実施の形態１のロータコア２０は、２つの第１のコア部２０Ａと１つの第２のコア部２０Ｂとを有し、実施の形態２のロータコア２０は、２つの第２のコア部２０Ｂと１つの第１のコア部２０Ａとを有していた。
【０１１４】
これに対し、実施の形態３のロータコア２０は、第１のコア部２０Ａと第２のコア部２０Ｂとを１つずつ有する。第１のコア部２０Ａは、実施の形態１の第１のコア部２０Ａ（図５）と同様の構成を有し、第２のコア部２０Ｂは、実施の形態１の第２のコア部２０Ｂ（図６）と同様の構成を有する。第１のコア部２０Ａと第２のコア部２０Ｂとは、軸方向に隣り合うように設けられている。
【０１１５】
図１７に示すように、第１のコア部２０Ａは軸方向の長さＬ５を有し、各第２のコア部２０Ｂは軸方向の長さＬ６を有する。第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、Ｌ６／（Ｌ５＋Ｌ６）で表される。当該割合は、７０％以上、１００未満である。
【０１１６】
なお、第２のコア部２０Ｂは、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側にスリットを有さないが、各変形例（図１１〜１３）で説明したように、第２の磁石挿入孔２１Ｂの径方向外側に数Ｎ２（＜Ｎ１）のスリットを有していてもよい。
【０１１７】
ロータコア２０は、図５に示した第１のコア部２０Ａの形状に打ち抜いた電磁鋼板と、図６に示した第２のコア部２０Ｂの形状に打ち抜いた電磁鋼板とを、軸方向に積層することにより構成される。また、ロータコア２０の一方の側（図１７における下側）から、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａに第１の永久磁石２２Ａを挿入する。また、ロータコア２０の他方の側（図１７における上側）から、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂに第２の永久磁石２２Ｂを挿入する。
【０１１８】
実施の形態３のロータ２は、ロータコア２０が第１のコア部２０Ａと第２のコア部２０Ｂとを１つずつ有することを除き、実施の形態１のロータ２と同様に構成されている。
【０１１９】
以上説明したように、この実施の形態３によれば、実施の形態１で説明した効果に加えて、ロータコア２０が第１のコア部２０Ａと第２のコア部２０Ｂとを１つずつ有するため、ロータコア２０の構成が簡単になり、組立工程も簡単になる。これにより、電動機１００の製造コストを低減することができる。
【０１２０】
上述した実施の形態１〜３および各変形例では、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂが、磁極中心線Ｍ１に直交するように直線状に延在していたが、このような例に限定されるものではない。例えば、磁石挿入孔２１Ａ，２１Ｂは、周方向中心が径方向内側に突出するＶ字状に延在していてもよい。また、１つの磁石挿入孔に、複数の永久磁石を配置してもよい。
【０１２１】
＜スクロール圧縮機＞
次に、上述した実施の形態１〜３および各変形例の電動機が適用可能な圧縮機について説明する。図１８は、実施の形態１の電動機１００を備えた圧縮機５００の構成を示す断面図である。なお、実施の形態１の電動機１００に代えて、実施の形態２，３または各変形例の電動機を用いてもよい。
【０１２２】
圧縮機５００は、スクロール圧縮機であり、格納容器５０２内に、圧縮機構５１０と、圧縮機構５１０を駆動する電動機１００と、圧縮機構５１０と電動機１００とを連結する主軸５０１と、主軸５０１の圧縮機構５１０の反対側の端部（副軸部）を支持するサブフレーム５０３と、格納容器５０２の底部の油だめ５０５に貯留される冷凍機油５０４とを有する。
【０１２３】
圧縮機構５１０は、それぞれの板状渦巻歯の間に圧縮室を形成するように組み合わされた固定スクロール５１１および揺動スクロール５１２と、オルダムリング５１３と、コンプライアントフレーム５１４と、ガイドフレーム５１５とを有する。
【０１２４】
固定スクロール５１１には、格納容器５０２を貫通した吸入管５０６が圧入されている。また、格納容器５０２を貫通して、固定スクロール５１１の吐出ポートから吐出される高圧の冷媒ガスを外部（冷凍サイクル）に吐出する吐出管５０７が設けられている。
【０１２５】
格納容器５０２は、電動機１００が焼嵌めによって組み込まれる円筒状のシェル５を有する。また、格納容器５０２には、電動機１００のステータ１と駆動回路とを電気的に接続するためのガラス端子５０８が溶接により固定されている。
【０１２６】
上述した実施の形態１〜３および各変形例の電動機１００は、渦電流損の低減により電動機効率を向上している。そのため、圧縮機５００の動力源に電動機１００を用いることで、圧縮機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。
【０１２７】
ここでは、圧縮機の一例としてスクロール圧縮機について説明したが、上述した各実施の形態および変形例で説明した電動機は、スクロール圧縮機以外の圧縮機に適用してもよい。
【０１２８】
＜空気調和装置＞
次に、上述した圧縮機５００を備えた空気調和装置４００について説明する。図１９は、空気調和装置４００の構成を示す図である。図１９に示した空気調和装置４００は、圧縮機４０１と、凝縮器４０２と、絞り装置（減圧装置）４０３と、蒸発器４０４とを有する。圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４０７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４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４の順に、冷媒が循環する。
【０１２９】
圧縮機４０１、凝縮器４０２および絞り装置４０３は、室外機４１０に設けられている。圧縮機４０１は、図１８に示した圧縮機５００で構成されている。室外機４１０には、凝縮器４０２に室外の空気を供給する室外側送風機４０５が設けられている。蒸発器４０４は、室内機４２０に設けられている。この室内機４２０には、蒸発器４０４に室内の空気を供給する室内側送風機４０６が設けられている。
【０１３０】
空気調和装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機４０１は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器４０２は、圧縮機４０１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４０７に送り出す。室外側送風機４０５は、凝縮器４０２に室外の空気を供給する。絞り装置４０３は、開度を変化させることによって、冷媒配管４０７を流れる冷媒の圧力等を調整する。
【０１３１】
蒸発器４０４は、絞り装置４０３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４０７に送り出す。室内側送風機４０６は、蒸発器４０４に室内の空気を供給する。これにより、蒸発器４０４で熱が奪われた冷風が、室内に供給される。
【０１３２】
圧縮機４０１（図１８の圧縮機５００）には、実施の形態１〜３および各変形例で説明した電動機１００が適用されるため、空気調和装置４００の運転時における圧縮機４０１の運転効率を高め、動作の安定性を向上することができる。
【０１３３】
なお、実施の形態１〜３および各変形例で説明した電動機を適用した圧縮機５００は、図１９に示した空気調和装置４００に限らず、他の種類の空気調和装置に用いてもよい。
【０１３４】
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】
【０１３５】
１  ステータ、  ２  ロータ、  ５  シェル、  １０  ステータコア、  １１  ヨーク、  １２  ティース、  １３  スロット、  １５  巻線、  １５ａ  導体、  １５ｂ  絶縁被膜、  １６  切欠き部、  １７  当接面、  ２０  ロータコア、  ２０Ａ  第１のコア部、  ２０Ｂ  第２のコア部、  ２１Ａ  第１の磁石挿入孔、  ２１Ｂ  第２の磁石挿入孔、  ２２Ａ  第１の永久磁石、  ２２Ｂ  第２の永久磁石、  ２３  フラックスバリア、  ２４  シャフト孔、  ２５  回転シャフト、  ２６  第１の貫通穴、  ２７  第２の貫通穴、  ２８  第３の貫通穴、  ３１，３２，３３，３４  スリット、  ３５  サイドスリット、  １００  電動機、  ２０１，２０３  外側端縁、  ２０２，２０４  内側端縁、  ４００  空気調和装置、  ４０１  圧縮機、  ４０２  凝縮器、  ４０３  絞り装置、  ４０４  蒸発器、  ４０５  室外側送風機、  ４０６  室内側送風機、  ４０７  冷媒配管、  ４１０  室外機、  ４２０  室内機、  ５００  圧縮機、  ５０１  主軸、  ５０２  格納容器、  ５０３  サブフレーム、  ５０６  吸入管、  ５０７  吐出管、  ５０８  ガラス端子、  ５１０  圧縮機構、  ５１１  固定スクロール、  ５１２  揺動スクロール、  ５１３  オルダムリング、  ５１４  コンプライアントフレーム、  ５１５  ガイドフレーム。
【図１】
2019215865.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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【図１８】
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【図１９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年5月18日(2020.5.18)
【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】
軸線を中心とする環状のロータコアであって、前記軸線の方向に、第１の磁石挿入孔を有する第１のコア部と、第２の磁石挿入孔を有する第２のコア部とを有するロータコアと、
前記第１の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第１の永久磁石と、
前記第２の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第２の永久磁石と
を有し、
前記第１の磁石挿入孔の前記軸線を中心とする径方向の幅は、前記第２の磁石挿入孔の前記径方向の幅よりも広く、
前記第１のコア部は、前記第１の磁石挿入孔の前記径方向の外側に、前記径方向の長さが前記軸線を中心とする周方向の長さよりも長い、１以上の数Ｎ１のスリットを有し、
前記第２のコア部は、前記第２の磁石挿入孔の前記径方向の外側に、前記径方向の長さが前記周方向の長さよりも長い、０以上の数Ｎ２のスリットを有し、
Ｎ１＞Ｎ２が成り立ち、
前記ロータコアの前記軸線の方向の長さに対する前記第２のコア部の前記軸線の方向の長さの割合が、７０％以上、１００％未満である
ロータ。
【請求項２】
前記ロータコアの前記軸線の方向の長さに対する前記第２のコア部の前記軸線の方向の長さの割合が、９０％以下である
請求項１に記載のロータ。
【請求項３】
前記ロータコアは、前記第２のコア部の前記軸線の方向の両側に、２つの前記第１のコア部を有する
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項４】
前記ロータコアは、前記第１のコア部の前記軸線の方向の両側に、２つの前記第２のコア部を有する
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項５】
前記ロータコアは、前記軸線の方向に隣り合うように前記第１のコア部と前記第２のコア部とを１つずつ有する
請求項１または２に記載のロータ。
【請求項６】
前記第１の磁石挿入孔と前記第２の磁石挿入孔とは、前記軸線の方向に互いに連続している
請求項１から５までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項７】
前記第１の磁石挿入孔と前記第２の磁石挿入孔とは、前記径方向の外側または内側の端縁が、互いに同一の径方向位置にある
請求項１から６までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項８】
前記第１のコア部の前記数Ｎ１のスリットは、前記第１の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成された複数のスリットである
請求項１から７までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項９】
前記第２のコア部の前記数Ｎ２のスリットは、前記第２の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に対して対称に形成された複数のスリットである
請求項１から８までの何れか１項に記載のロータ。
【請求項１０】
前記第１のコア部は、前記第１の磁石挿入孔の前記周方向の両端に、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長いサイドスリットを有し、
前記第２のコア部は、前記第２の磁石挿入孔の前記周方向の両端に、前記周方向の長さが前記径方向の長さよりも長いサイドスリットを有する
請求項１から９までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１１】
前記第１の磁石挿入孔は、当該第１の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在し、
前記第２の磁石挿入孔は、当該第２の磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線に直交するように直線状に延在している
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１２】
前記ロータコアは、当該ロータコアを軸方向に貫通する貫通穴を有する
請求項１から１０までのいずれか１項に記載のロータ。
【請求項１３】
請求項１から１２までの何れか１項に記載のロータと、
前記ロータを囲むステータコアと、前記ステータコアに巻かれた巻線とを有するステータと
を有する電動機。
【請求項１４】
前記ステータコアは、当該ステータコアの外周に切欠き部を有する
請求項１３に記載の電動機。
【請求項１５】
前記巻線は、銅またはアルミニウムで構成された導体と、前記導体の表面を覆う絶縁被膜とを有する
請求項１３または１４に記載の電動機。
【請求項１６】
格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と
を備え、
前記電動機は、
請求項１から１２までの何れか１項に記載のロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
を有する圧縮機。
【請求項１７】
圧縮機、凝縮器、減圧装置および蒸発器を備え、
前記圧縮機は、
格納容器と、
前記格納容器内に配置された圧縮機構と、
前記圧縮機構を駆動する電動機と
を備え、
前記電動機は、
請求項１から１２までの何れか１項に記載のロータと、
前記ロータを囲み、前記ロータとの間にエアギャップを有するステータと
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】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明のロータは、軸線を中心とする環状のロータコアであって、軸線の方向に、第１の磁石挿入孔を有する第１のコア部と、第２の磁石挿入孔を有する第２のコア部とを有するロータコアと、第１の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第１の永久磁石と、第２の磁石挿入孔内に配置され、希土類磁石で構成された第２の永久磁石とを有する。第１の磁石挿入孔の軸線を中心とする径方向の幅は、第２の磁石挿入孔の径方向の幅よりも広い。第１のコア部は、第１の磁石挿入孔の径方向の外側に、径方向の長さが軸線を中心とする周方向の長さよりも長い、１以上の数Ｎ１のスリットを有する。第２のコア部は、第２の磁石挿入孔の径方向の外側に、径方向の長さが周方向の長さよりも長い、０以上の数Ｎ２のスリットを有する。Ｎ１＞Ｎ２が成り立ち、ロータコアの軸線の方向の長さに対する第２のコア部の軸線の方向の長さの割合が、７０％以上、１００％未満である。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明は、数Ｎ１のスリットを有する第１のコア部と、数Ｎ２（＜Ｎ１）のスリットを有する第２のコア部とを有するロータコアを有し、ロータコアの軸方向長さに対する第２のコア部の軸方向長さの割合が、７０％以上、１００％未満であるため、渦電流損を低減することができる。また、永久磁石を周方向に分割した場合と比較して、漏れ磁束を低減できるため、磁力の低下を抑制することができる。また、第２の永久磁石を第１の永久磁石よりも薄く構成できるため、製造コストを低減することができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
そこで、この実施の形態１では、第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１を、第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広くしている（Ｗ１＞Ｗ２）。これにより、第１の磁石挿入孔２１Ａに挿入される第１の永久磁石２２Ａの幅が、第２の磁石挿入孔２１Ｂに挿入される第２の永久磁石２２Ｂの幅よりも広くなる。そのため、第１の永久磁石２２Ａにおけるステータ磁束の集中が緩和され、第１の永久磁石２２Ａの減磁が生じにくくなる。すなわち、第１の永久磁石２２Ａの減磁耐力を、第２の永久磁石２２Ｂと同等に近付けることができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８８】
この第１の変形例においても、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００％未満である。また、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
この第２の変形例においても、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００％未満である。また、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９８】
この第３の変形例においても、ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、７０％以上、１００％未満である。また、第１のコア部２０Ａの第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２のコア部２０Ｂの第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。
【手続補正８】
【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】
図１５に示すように、第１のコア部２０Ａは軸方向の長さＬ３を有し、各第２のコア部２０Ｂは軸方向の長さＬ４を有する。第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、Ｌ４×２／（Ｌ３＋Ｌ４×２）×１００で表される。当該割合は、７０％以上、１００％未満である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１５】
図１７に示すように、第１のコア部２０Ａは軸方向の長さＬ５を有し、各第２のコア部２０Ｂは軸方向の長さＬ６を有する。第１の磁石挿入孔２１Ａの幅Ｗ１は、第２の磁石挿入孔２１Ｂの幅Ｗ２よりも広い。ロータコア２０における第２のコア部２０Ｂの軸方向長さの割合は、Ｌ６／（Ｌ５＋Ｌ６）で表される。当該割合は、７０％以上、１００％未満である。
【国際調査報告】
2019215865.tif 000022
2019215865.tif 000023
2019215865.tif 000024
2019215865.tif 000025