(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円環状の固定子と、
上記固定子の内部に空隙を介して、同軸に配設される回転子と、を備えた永久磁石埋込型回転電機において、
上記回転子は、
外径側に凸状の円弧状曲面が周方向に複数配列された外形形状を有し、磁石収納穴が上記円弧状曲面のそれぞれの内径側に軸方向に貫通するように形成された回転子鉄心と、
上記回転子鉄心の軸心位置に挿入されて、上記回転子鉄心を保持する回転軸と、
それぞれ、長さ方向と直交する断面の外径側を外径側に凸状の円弧とし、かつ周方向の両側面を磁極中心を含む平面と平行な平坦面とする棒状体に作製され、上記磁石収納穴のそれぞれに収納された永久磁石と、を有し、
周方向に配列された上記円弧状曲面に接する円筒面の曲率半径をＲ１、上記円弧状曲面の曲率半径をＲ２、上記永久磁石の上面の曲率半径をＲ３としたときに、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３を満足し、
上記磁石収納穴は、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させた空隙部を有し、
上記磁石収納穴の周方向両側部のなかの内径側部分に、上記永久磁石の周方向の両側面と接触する、上記磁極中心を含む平面と平行な面を設け、
上記回転子鉄心の上記円弧状曲面と上記磁石収納穴との間の鉄心部分の磁極中心における厚みをＢ１とし、上記鉄心部分の周方向の端部の厚みをＢ２としたときに、Ｂ２＞Ｂ１を満足し、
周方向に隣り合う上記空隙部間の距離と、周方向に隣り合う、上記永久磁石の周方向の両側面と接触する、上記磁極中心を含む平面と平行な上記面間の距離と、が等しいことを特徴とする永久磁石埋込型回転電機。
【請求項２】
上記永久磁石の周方向両側部の内径側端部間の周方向幅をＷｍとし、上記磁石収納穴の周方向両側部の内径側端部間の周方向幅をＷｓとしたときに、Ｗｍ＋０．０５ｍｍ≦Ｗｓ≦Ｗｍ＋０．１ｍｍを満足していることを特徴とする請求項１記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項３】
上記永久磁石が、外径側を外径側に凸状の円弧とし、かつ内径側を外径側に凸状の円弧とする、長さ方向と直交する断面形状に形成され、上記永久磁石の下面の曲率半径をＲ４としたときに、Ｒ１＞Ｒ４＞Ｒ２＞Ｒ３を満足していることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項４】
上記永久磁石の下面が、上記永久磁石の周方向の中央部を通る半径方向と直交する平坦面に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項５】
上記回転子鉄心の周方向に隣り合う上記磁石収納穴間の周方向厚みが、上記回転子鉄心の上記永久磁石の周方向両側部の外周側の鉄心部分の径方向厚みより厚くなっていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項６】
円環状の固定子と、
上記固定子の内部に空隙を介して、同軸に配設される回転子と、を備えた永久磁石埋込型回転電機において、
上記回転子は、
外径側に凸状の円弧状曲面が周方向に複数配列された外形形状を有し、磁石収納穴が上記円弧状曲面のそれぞれの内径側に軸方向に貫通するように形成された回転子鉄心と、
上記回転子鉄心の軸心位置に挿入されて、上記回転子鉄心を保持する回転軸と、
それぞれ、長さ方向と直交する断面の外径側を外径側に凸状の円弧とし、かつ周方向の両側面を磁極中心を含む平面と平行な平坦面とする棒状体に作製され、上記磁石収納穴のそれぞれに収納された永久磁石と、を有し、
周方向に配列された上記円弧状曲面に接する円筒面の曲率半径をＲ１、上記円弧状曲面の曲率半径をＲ２、上記永久磁石の上面の曲率半径をＲ３としたときに、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３を満足し、
上記磁石収納穴は、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させた空隙部を有し、
上記磁石収納穴の周方向両側部のなかの内径側部分に、上記永久磁石の周方向の両側面と接触する、上記磁極中心を含む平面と平行な面を設け、
上記回転子鉄心の上記円弧状曲面と上記磁石収納穴との間の鉄心部分の磁極中心における厚みをＢ１とし、上記鉄心部分の周方向の端部の厚みをＢ２としたときに、Ｂ２＞Ｂ１を満足し、
端板が、上記回転子鉄心の軸方向両端面に接し、かつ軸方向から見て上記永久磁石の少なくとも一部を覆い隠すように配設され、
上記端板の外周端の径方向位置は、上記永久磁石の磁極中心における厚みの半分となる点の径方向位置以上であり、かつ上記永久磁石の上面と側面との交点の径方向位置以下である永久磁石埋込型回転電機。
【請求項７】
上記回転子鉄心は、ｎ個（ｎは２以上の整数）の分割鉄心を軸方向に配列して、かつ軸方向に隣り合う上記分割鉄心の磁極中心を周方向にずらして、構成されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項８】
３相の永久磁石埋込型モータである永久磁石埋込型回転電機であって、
上記固定子は、円環状のバックヨークと、上記バックヨークから径方向内方に突出して配列されるティースと、上記バックヨークおよび隣り合う上記ティースにより構成されるスロットに装着された固定子巻線と、を有し、
毎極毎相あたりのスロット数が、１／２又は１／４であり、
軸方向に隣り合う上記分割鉄心の磁極中心が周方向にずれる角度が、電気角度で、３０°以上、４８°以下であることを特徴とする請求項７記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項９】
隙間が、軸方向に隣り合う上記分割鉄心間に設けられていることを特徴とする請求項７又は請求項８記載の永久磁石埋込型回転電機。
【請求項１０】
上記隙間をｄとした場合、ｄ≧Ｂ１であることを特徴とする請求項９記載の永久磁石埋込型回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石を回転子鉄心に埋め込んだ回転子を備えた永久磁石埋込型回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
産業用や車載用モータなどの回転電機においては、小型化、高速化、使用速度範囲の広範囲化が求められている。これらの要求に応える回転電機として、永久磁石を回転子鉄心に埋め込んだ回転子を備えた永久磁石埋込型回転電機が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７８０３７号公報
【特許文献１】特開平５−３０４７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１による従来の永久磁石埋込型回転電機では、回転子鉄心の外周面が円筒面となっているので、回転子から発生する起磁力波形に多くの高調波が含まれ、コギングトルクやトルクリップルが発生するという課題があった。また、回転子鉄心の外周面が円筒面となっているので、回転子鉄心のｑ軸の磁束を受ける鉄心部分が固定子と近接し、ｑ軸のインダクタンスが大きくなる。そこで、高速回転時には、電圧の飽和が起こりやすくなり、運転範囲を広くとることができないという課題もあった。さらに、磁石収納穴の内形形状と磁石の外形形状とが相似形となっているので、寸法公差の関係上、磁石収納穴の内形形状が磁石の外形形状より大きくなり、特に、磁石の周方向両側部の内径側端部と磁石収納穴との間に隙間が生じやすいという課題もあった。さらにまた、永久磁石の周方向両側部が磁極中心に対して傾斜する平坦面となっているので、磁極中心と平行な方向における永久磁石の周方向両側部の厚みが薄くなる。これにより、永久磁石の両側部の動作点が永久磁石の中央部の動作点より低くなり、磁石の減磁を起こしやすいという課題もあった。【０００５】
特許文献２による従来の永久磁石埋込型回転電機では、回転子鉄心の磁極を構成する外周面を２つの楕円を直交させるように重ね合わせた形態に構成して、回転子から発生する起磁力波形に含まれる高調波を低減している。しかしながら、特許文献２による従来の永久磁石埋込型回転電機においても、磁石収納穴の内形形状と磁石の外形形状とが相似形となっているので、磁石の周方向両側部の内径側端部と磁石収納穴との間に隙間が生じやすいという課題もあった。さらにまた、永久磁石の周方向両側部が磁極中心に対して傾斜する平坦面となっているので、磁極中心と平行な方向における永久磁石の周方向両側部の厚みが薄くなる。これにより、永久磁石の両側部の動作点が永久磁石の中央部の動作点より低くなり、磁石の減磁を起こしやすいという課題があった。【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたもので、コギングトルクやトルクリップルを低減でき、運転範囲を拡大でき、磁石を回転子鉄心に隙間を設けることなく固定できるとともに、磁石の減磁を抑制できる永久磁石埋込型回転電機を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明による永久磁石埋込型回転電機は、円環状の固定子と、上記固定子の内部に空隙を介して、同軸に配設される回転子と、を備えている。上記回転子は、外径側に凸状の円弧状曲面が周方向に複数配列された外形形状を有し、磁石収納穴が上記円弧状曲面のそれぞれの内径側に軸方向に貫通するように形成された回転子鉄心と、上記回転子鉄心の軸心位置に挿入されて、上記回転子鉄心を保持する回転軸と、それぞれ、長さ方向と直交する断面の外径側を外径側に凸状の円弧とし、かつ周方向の両側面を磁極中心を含む平面と平行な平坦面とする棒状体に作製され、上記磁石収納穴のそれぞれに収納された永久磁石と、を有している。そして、周方向に配列された上記円弧状曲面に接する円筒面の曲率半径をＲ１、上記円弧状曲面の曲率半径をＲ２、上記永久磁石の上面の曲率半径をＲ３としたときに、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３を満足し、上記磁石収納穴は、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させて形成された空隙部を有し、上記磁石収納穴の周方向両側部のなかの内径側部分に、上記永久磁石の周方向の両側面と接触する、上記磁極中心を含む平面と平行な面を設け、上記回転子鉄心の上記円弧状曲面と上記磁石収納穴との間の鉄心部分の磁極中心における厚みをＢ１とし、上記鉄心部分の周方向の端部の厚みをＢ２としたときに、Ｂ２＞Ｂ１を満足し、周方向に隣り合う上記空隙部間の距離と、周方向に隣り合う、上記永久磁石の周方向の両側面と接触する、上記磁極中心を含む平面と平行な上記面間の距離と、が等しい。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、回転子鉄心が、外径側に凸状の円弧状曲面１３を周方向に複数配列して構成される外形形状に形成されている。そこで、回転子から発生する起磁力波形に含まれる高調波が少なくなり、コギングトルクやトルクリップルの発生を抑制できる。また、回転子鉄心のｑ軸の磁束を受ける部分が固定子から離れるので、ｑ軸のインダクタンスが小さくなる。これにより、高速回転時に、電圧の飽和が起きにくくなり、運転範囲を拡大することができる。【０００９】
円筒面の曲率半径をＲ１、円弧状曲面の曲率半径をＲ２、永久磁石の上面の曲率半径をＲ３としたときに、Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３を満足しているので、回転子鉄心の永久磁石の外径側の鉄心部分の厚みが、磁極中心から離れるにしたがって漸次厚くなっている。そこで、磁極中心における永久磁石の外径側の鉄心部分が磁気飽和しやすくなり、磁石磁束の中の漏れ磁束の量が低減し、高出力化が図られる。さらに、永久磁石から空隙に到達する磁束量が磁極中心から離れるにしたがって漸次少なくなるので、空隙磁束密度成分における高調波磁束密度成分が少なくなり、コギングトルクやトルクリップルの発生を抑制できる。【００１０】
磁石収納穴は、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させて形成された空隙部を有しているので、永久磁石を磁石収納穴に収納させる際に、永久磁石のばらつきが空隙部で吸収される。さらに、磁石収納穴の周方向両側部の内径側に形成された、上記永久磁石の周方向の両側面と径方向に並行する面が、永久磁石の周方向の両側面に接する。これにより、永久磁石を回転子鉄心に隙間を設けることなく固定することができる。【００１１】
回転子鉄心の円弧状曲面と磁石収納穴との間の鉄心部分の磁極中心における厚みをＢ１とし、該鉄心部分の周方向の端部の厚みをＢ２としたときに、Ｂ２＞Ｂ１を満足しているので、ｑ軸の磁束が該鉄心部分を流れにくくなる。これにより、回転子におけるｑ軸のインダクタンスが小さくなり、運転範囲を拡大することができる。【００１２】
また、永久磁石の周方向両側部が磁極中心に対して傾斜する平坦面となっているので、磁極中心と平行な方向における永久磁石の周方向両側部の厚みが厚くなり、永久磁石の両側部の動作点が高くなり、永久磁石の減磁を抑制できる。さらに、永久磁石の外径側に位置する回転子鉄心の領域の厚みが、周方向中央部から両側部に向かって漸次厚くなっているので、固定子からの磁束が永久磁石の両側部を通りにくくなり、永久磁石の減磁を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機を示す断面図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機の回転子におけるｑ軸の磁束の流れを説明する模式図である。
【図４】比較例の永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す断面図である。
【図５】比較例の永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【図６】比較例の永久磁石埋込型回転電機の回転子におけるｑ軸の磁束の流れを説明する模式図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機の回転子におけるｑ軸の磁束の経路を示す模式図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における永久磁石を示す断面図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子鉄心の磁石挿入穴周りを示す要部拡大図である。
【図１０】この発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子鉄心の外周面形状を変更した場合のコギングトルクの大きさを示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態２に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す端面図である。
【図１２】この発明の実施の形態２に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【図１３】この発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す端面図である。
【図１４】この発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す断面図である。
【図１５】この発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【図１６】この発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機の回転子における漏れ磁束の流れ説明する図である。
【図１７】この発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【図１８】この発明の実施の形態４に係る永久磁石埋込型回転電機を示す断面図である。
【図１９】この発明の実施の形態４に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す斜視図である。
【図２０】この発明の実施の形態４に係る永久磁石埋込型回転電機におけるトルクリップルと段スキュー角度との関係を示す図である。
【図２１】この発明の実施の形態５に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す側面図である。
【図２２】この発明の実施の形態６に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す側面図である。
【図２３】この発明の実施の形態７に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明による永久磁石埋込型回転電機の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１５】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機を示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図、図３はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機の回転子におけるｑ軸の磁束の流れを説明する模式図、図４は比較例の永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す断面図、図５は比較例の永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図、図６は比較例の永久磁石埋込型回転電機の回転子におけるｑ軸の磁束の流れを説明する模式図、図７はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機の回転子におけるｑ軸の磁束の経路を示す模式図、図８はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における永久磁石を示す断面図、図９はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子鉄心の磁石挿入穴周りを示す要部拡大図である。
【００１６】
図１において、永久磁石埋込型回転電機１００は、円環状の固定子１と、固定子１の内部に空隙９を介して同軸に、かつ回転可能に配設された回転子１０と、を備えている。
【００１７】
固定子１は、電磁鋼板を積層、一体化して作製され、ティース２ｂが、それぞれ、円環状のバックヨーク２ａの内壁面から径方向内方に突出して周方向に等角ピッチで配列されてなる固定子鉄心２を備える。ここでは、バックヨーク２ａと隣り合うティース２ｂにより構成されるスロット２ｃが周方向に３０個配列されている。また、図示していないが、分布巻の固定子巻線が、固定子鉄心２に装着されている。
【００１８】
回転子１０は、電磁鋼板を積層、一体化して作製され、複数個の円弧状曲面１３が周方向に等角ピッチで配列された外形形状を有する回転子鉄心１２と、回転子鉄心１２の軸心位置に挿入、固着された回転軸１１と、回転子鉄心の外周側に埋め込まれた永久磁石１６と、を備える。
【００１９】
回転子鉄心１２は、図２に示されるように、曲率半径Ｒ２の円弧状曲面１３により形成される凸部が周方向に等角ピッチで１０個配列されて構成されている。そして、周方向に配列された１０個の円弧状曲面１３は、曲率半径Ｒ１の円筒面１４に接している。そして、磁石収納穴１５が円弧状曲面１３のそれぞれの内径側に回転子鉄心１２を軸方向に貫通するように形成されている。
【００２０】
永久磁石１６は、図２および図８に示されるように、回転子鉄心１２の軸方向長さと略等しい長さを有し、長さ方向に直交する断面形状が外径側に凸状の曲率半径Ｒ３の上辺、外径側に凸状の曲率半径Ｒ４の下辺、および平行な直線からなる一対の側辺に囲まれた円弧状形状に形成された棒状体に作製されている。そして、永久磁石１６は、磁石収納穴１５のそれぞれに挿入、固着され、永久磁石１６の外周側の面（上面）の極性がＮ極、Ｓ極、Ｎ極、Ｓ極・・・と交互に並ぶように、周方向に配列される。なお、Ｗｍは、永久磁石１６の一対の側辺間の間隔、すなわち周方向幅である。
磁石収納穴１５は、図２および図９に示されるように、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させて形成された空隙部１７を有する点を除いて、永久磁石１６の外形形状と相似形の穴形状に形成されている。なお、Ｗｓは、後述する磁石止め部１８間の間隔、すなわち周方向幅である。
【００２１】
ここで、回転軸１１の軸心と直交する断面において、円筒面１４の曲率半径Ｒ１＞永久磁石１６の下面の曲率半径Ｒ４＞円弧状曲面１３の曲率半径Ｒ２＞永久磁石１６の上面の曲率半径Ｒ３となっている。なお、磁石収納穴１５の内壁面の上面および下面の曲率半径は、それぞれ、永久磁石１６の上面の曲率半径Ｒ３および永久磁石１６の下面の曲率半径Ｒ４に略一致している。そして、円弧状曲面１３、磁石収納穴１５の穴形状および永久磁石１６の外形形状が、それぞれ、回転軸１１の軸心と円弧状曲面１３の周方向の中心を通る平面を対称面とする鏡像対称となっている。この対称面が磁極中心となる。
【００２２】
回転子鉄心１２の永久磁石１６の外径側の鉄心部分がブリッジ部２０となる。このブリッジ部２０は、磁極中心から周方向に離反するほど、厚みが厚くなるように形成されている。ブリッジ部２０の磁極中心の厚みがＢ１であり、周方向の端部の厚みがＢ２（＞Ｂ１）である。
回転軸１１の軸心と周方向に隣り合う磁石収納穴１５（永久磁石１６）間の中心を通る平面が極間中心となる。そして、周方向に隣り合う磁石収納穴１５の空隙部１７の相対する壁面は、極間中心と平行となっている。また、磁石収納穴１５の周方向の両側部のなかの内径側部分、すなわち空隙部１７の内径側部分が、磁極中心と平行な壁面となり、磁石止め部１８を構成する。そして、周方向に隣り合う空隙部１７間の距離がＬｂ、周方向に隣り合う磁石止め部１８間の距離がＬｎである。
【００２３】
このように構成された永久磁石埋込型回転電機１００は、１０極３０スロットの回転電機として動作する。
【００２４】
この実施の形態１によれば、回転子鉄心１２の外周面が、曲率半径Ｒ２の円弧状曲面１３を周方向に等角ピッチで１０個配列されて構成されている。そこで、外形形状が真円の回転子を用いる特許文献１に比べ、回転子１０から発生する起磁力波形に含まれる高調波が少なくなり、コギングトルクやトルクリップルの発生を抑制できる。また、回転子鉄心１２のｑ軸の磁束を受ける部分が固定子１から離れるので、ｑ軸のインダクタンスが小さくなる。これにより、高速回転時に、電圧の飽和が起きにくくなり、運転範囲を拡大することができる。
【００２５】
磁石収納穴１５の穴形状が、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させて形成された空隙部１７を有している点を除いて、永久磁石１６と相似形となっているので、永久磁石１６を磁石収納穴１５に収納する際に、永久磁石１６の寸法ばらつきが空隙部１７で吸収される。そして、磁石収納穴１５の周方向両側部の内径側により構成される磁石止め部１８が、永久磁石１６の周方向の両側面と径方向に並行して接し、永久磁石１６を回転子鉄心１２に隙間を設けることなく固定できる。このように、永久磁石１６を回転子鉄心１２に隙間を設けることなく固定することにより、磁石位置がばらつくことがなくなる。そこで、磁石位置のばらつきにより発生するコギングトルク、トルクリップルを抑制することが可能となる。
【００２６】
永久磁石１６の周方向両側部が磁極中心と平行な平坦面となっているので、磁極中心と平行な方向における永久磁石１６の両側部の磁石厚みが厚くなるので、永久磁石１６の両側部の動作点が高くなり、永久磁石１６の減磁が抑制される。
【００２７】
空隙部１７が磁石収納穴１５の周方向両側部に一体に形成されているので、極間における鉄心部分の幅Ｌｂが狭くなる。これにより、当該鉄心部分の磁気飽和により、磁石磁束のなかの漏れ磁束が低減し、出力を向上することが可能となる。
【００２８】
ここで、曲率半径Ｒ２の円弧状曲面１３を周方向に等角ピッチで１０個配列されて構成された外周面を有する回転子鉄心１２（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３）を用いた回転電機と、外形形状を真円とする回転子鉄心（Ｒ１＝Ｒ２＞Ｒ３）を用いた回転電機と、を作製し、コギングトルクを測定し、その結果を図１０に示した。図１０はこの発明の実施の形態１に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子鉄心の外周面形状を変更した場合のコギングトルクの大きさを示す図である。なお、外形形状を真円とする回転子鉄心は、回転子鉄心１２の円弧状曲面１３に接する円筒面を外周面としている点を除いて、回転子鉄心１２と同様に構成されている。また、図１０では、回転子鉄心１２（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３）を用いた回転電機のコギングトルクの大きさを１として、外形形状を真円とする回転子鉄心（Ｒ１＝Ｒ２＞Ｒ３）を用いた回転電機のコギングトルクの大きさを示した。
【００２９】
図１０から、曲率半径Ｒ２の円弧状曲面１３を周方向に等角ピッチで配列されて構成された外周面を有する回転子鉄心１２を用いた場合、外形形状を真円とする回転子鉄心を用いた場合に比べ、コギングトルクが大幅に低減できることが確認できた。このコギングトルクの低減効果は、曲率半径Ｒ２の円弧状曲面１３を周方向に等角ピッチで配列されて構成された外周面を有する回転子鉄心１２を用いた場合、外形形状を真円とする回転子鉄心を用いた場合に比べ、回転子から発生する起磁力波形に含まれる高調波が少なくなったことによるもの、と推考される。
【００３０】
つぎに、永久磁石１６の外周面の曲率半径Ｒ３が円弧状曲面１３の曲率半径Ｒ２より小さいことによる効果を比較例と対比して説明する。
【００３１】
比較例の永久磁石埋込型回転電機における回転子１１０は、図４および図５に示されるように、回転子鉄心１１２が、回転軸１１の軸心と直交する断面において、円筒面１４の曲率半径Ｒ１＞円弧状曲面１３の曲率半径Ｒ２＝永久磁石１６の上面の曲率半径Ｒ３となっている点を除いて、本永久磁石埋込型回転電機１００における回転子１０と同様に構成されている。比較例の回転子１１０では、円弧状曲面１３の曲率半径Ｒ２＝永久磁石１６の上面の曲率半径Ｒ３となっているので、ブリッジ部２０の厚みは均一である。すなわち、ブリッジ部２０の磁極中心における厚みＢ１とブリッジ部２０の周方向両端部における厚みＢ２が等しい。
【００３２】
比較例の回転子１１０では、ブリッジ部２０の両端部の厚みＢ２を薄くすると、ブリッジ部２０の機械的強度が低下し、高速回転時に永久磁石１６に作用する遠心力によりブリッジ部２０が損傷する可能性がある。また、固定子巻線が作るｑ軸の磁束は、ブリッジ部２０の周方向両端部に入る。ブリッジ部２０の両端部の厚みＢ２が薄いので、ｑ軸の磁束は、図６に矢印で示されるように、ブリッジ部２０を通り、永久磁石１６を内径側に流れる。このとき、ｑ軸の磁束は、永久磁石１６内を着磁配向方向に対して逆向きに流れることになり、反磁界が永久磁石１６に加わり、永久磁石１６の減磁が促進される。
【００３３】
また、比較例の回転子１１０において、ブリッジ部２０の両端部の厚みＢ２を厚くすることにより、ブリッジ部２０の機械的強度を高め、かつｑ軸の磁束による永久磁石１６の減磁を抑制することができる。しかし、ブリッジ部２０の両端部の厚みＢ２を厚くすることは、ブリッジ部２０の磁極中心における厚みＢ１を厚くすることになり、磁石磁束の中の漏れ磁束が多くなる。これにより、永久磁石１６が発生した磁束によるトルクの増大が抑制され、出力が低下することになる。
【００３４】
本永久磁石埋込型回転電機１００の回転子１０では、永久磁石１６の外周面の曲率半径Ｒ３が円弧状曲面１３の曲率半径Ｒ２より小さいので、ブリッジ部２０の磁極中心における厚みＢ１が周方向の両端部における厚みＢ２より薄くなる。そこで、ブリッジ部２０の磁極中心での磁気飽和により、磁石磁束の中の漏れ磁束が低減するので、永久磁石１６が発生した磁束によるトルクが増大し、出力を向上することができる。また、ブリッジ部２０の周方向両端部の厚みＢ２を厚くできるので、ブリッジ部２０の機械的強度が高くなり、対遠心力性が高められる。さらに、ブリッジ部２０の厚みが磁極中心から周方向に離反するほど、厚くなっている。そこで、永久磁石１６から出て空隙９に到達する磁束の量が、磁極中心から極間側に近づくにつれ減少する。これにより、空隙磁束密度成分における高調波磁束密度成分が少なくなり、コギングトルクやトルクリップルが低減される。
【００３５】
ブリッジ部２０の周方向両端部の厚みＢ２が厚いので、固定子巻線が作るｑ軸の磁束は、図３に矢印で示されるように、ブリッジ部２０の周方向両端部から極間の鉄心部分を通り内径側に流れる。そこで、ｑ軸の磁束が永久磁石１６を流れることにより永久磁石１６に加わる反磁界が低減され、永久磁石１６の減磁が抑制される。
永久磁石１６の下面の曲率半径Ｒ４が永久磁石１６の上面の曲率半径Ｒ３より大きくなっているので、磁石量が磁極中心から離間するほど少なくなっている。そこで、永久磁石１６から出て空隙９に到達する磁束の量が、磁極中心から極間側に近づくにつれ減少する。これにより、空隙磁束密度成分における高調波磁束密度成分が少なくなり、コギングトルクやトルクリップルが低減される。
【００３６】
つぎに、回転子鉄心１２に入ったｑ軸の磁束は、図７に矢印で示されるように、極間の鉄心部分を内径側に流れ、永久磁石１６の内径側の鉄心部分を周方向に流れ、隣の極間の鉄心部分を外径側に流れる経路と、ブリッジ部２０を周方向に流れる経路と、をとる。
【００３７】
ブリッジ部２０の両端部の厚みＢ２は、構造的な制約により決められる。そこで、磁石使用量が同じ場合、本永久磁石埋込型回転電機１００の回転子１０と比較例の永久磁石埋込型回転電機の回転子１１０のブリッジ部２０の両端部の厚みＢ２は同じとなる。本回転子１０では、Ｂ１＜Ｂ２となっているので、ｑ軸の磁束は、比較例の回転子１１０に比べて、ブリッジ部２０を流れにくくなる。このため、回転子１０におけるｑ軸のインダクタンスは、比較例の回転子１１０より小さくなる。
【００３８】
ここで、永久磁石埋込型回転電機１００をモータとして動作させる場合の電圧は、式（１）で表される。ただし、電圧をＶ０、固定子巻線の巻線抵抗をＲ、ｑ軸インダクタンスをＬｐ、ｄ軸インダクタンスをＬｄ、ｑ軸電流をＩｑ、ｄ軸電流をＩｄ、永久磁石密度をΦｆとする。
【００３９】
【数１】
0005930253.tif 000002
【００４０】
式（１）から、Ｌｐが小さいほど、電圧Ｖ０が小さくなることがわかる。このことは、モータの電圧飽和に優れていることを意味している。上述のように、本永久磁石埋込型回転電機１００は、比較例の永久磁石埋込型回転電機に比べて、ｑ軸インダクタンスＬｑが小さくなるので、運転範囲を拡大できることがわかる。
【００４１】
また、Ｌｎ、Ｂ１、Ｂ２は、構造上の制約に加えて、製作上の制約がある。回転子鉄心１２は打ち抜かれた電磁鋼板を積層して構成される。電磁鋼板の板厚をｔとすると、打ち抜きで作製できるＬｎ、Ｂ１、Ｂ２の幅は、０．４×ｔ以上の幅となる。そこで、構造的な強度に問題がない場合には、Ｂ１＝０．４×ｔとして電磁鋼板を打ち抜くことが理想となる。これにより、磁石磁束の中の漏れ磁束を低減でき、磁石磁束によるトルクが増大し、出力を向上させることができる。
【００４２】
しかし、金型を用いてＢ１＝０．４×ｔとして電磁鋼板を打ち抜く場合、ブリッジ部２０が曲がらないように、複数回に分けて打ち抜く必要がある。このため、金型が大きくなり、打ち抜き工数が増加して、高コスト化してしまう。このため、金型を大きくせず、打ち抜き工数の増加を抑えるためには、Ｂ１≧１．４×ｔとすることが望ましい。磁石磁束の中の漏れ磁束を低減する観点から、Ｂ１＝１．４×ｔとすることが特に望ましい。
【００４３】
つぎに、磁石収納穴１５の穴形状と永久磁石１６の外形形状について検討する。
永久磁石１６の周方向幅Ｗｍは磁石収納穴１５の磁石止め部１８間の周方向幅Ｗｓと等しくすることが、磁石容積を大きくすることにつながる。これにより、永久磁石１６の発生する磁束量が多くなり、出力の向上を図ることができる。
また、製造上の寸法公差を考慮すれば、Ｗｓは、Ｗｍ＋０．０５ｍｍ≦Ｗｓ≦Ｗｍ＋０．１ｍｍを満足するように設定することが望ましい。特に、Ｗｓ＝Ｗｍ＋０．１ｍｍとすれば、永久磁石１６の周方向幅Ｗｍを最大にすることができる。
【００４４】
さらに、相対する空隙部１７間の距離Ｌｂと、相対する磁石止め部１８間の距離Ｌｎとを等しくすれば、ブリッジ部２０の機械的強度を確保しつつ、永久磁石１６の周方向幅Ｗｍを最大とすることができ、出力を向上させることができる。
【００４５】
なお、上記実施の形態１では、固定子巻線が分布巻の巻線で構成されているが、固定子巻線は分布巻の巻線に限定されず、集中巻の巻線を用いてもよい。
また、上記実施の形態１では、１０極３０スロットの回転電機について説明しているが、回転電機の極数およびスロット数はこれに限定されない。
また、上記実施の形態１では、永久磁石の下面の曲率半径Ｒ４が上面の曲率半径Ｒ３より大きくなっているが、永久磁石の下面の曲率半径Ｒ４を上面の曲率半径Ｒ３以下としてもよい。
【００４６】
実施の形態２．
図１１はこの発明の実施の形態２に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す端面図、図１２はこの発明の実施の形態２に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【００４７】
図１１および図１２において、回転子１０Ａは、複数個の円弧状曲面１３が周方向に等角ピッチで配列された外形形状を有し、磁石収納穴１５Ａが円弧状曲面１３のそれぞれの内径側に形成された回転子鉄心１２Ａと、磁石収納穴１５Ａのそれぞれに挿入、固着された永久磁石１６Ａと、を備える。
【００４８】
永久磁石１６Ａは、回転子鉄心１２Ａの軸方向長さと略等しい長さを有し、長さ方向に直交する断面形状が曲率半径Ｒ３の上辺、上辺の周方向中央を通る半径方向と直交する直線からなる下辺、および上辺の周方向中央を通る半径方向と平行な直線からなる一対の側辺に囲まれた蒲鉾形状に形成された棒状体に作製されている。
磁石収納穴１５Ａは、周方向両側部のなかの外径側部分を周方向外方に膨出させて形成された空隙部１７を有する点を除いて、永久磁石１６Ａの外形形状と相似形の穴形状に形成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００４９】
従って、この実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
この実施の形態２によれば、永久磁石１６Ａが断面蒲鉾形状の棒状体に作製されているので、上下両面が円弧状曲面となっている永久磁石１６に比べて、永久磁石１６Ａの加工が容易となり、コスト削減が図られる。
また、永久磁石１６Ａの下面が、磁極中心に直交する平坦面となっているので、磁石量が磁極中心から離間するほど少なくなっている。そこで、永久磁石１６Ａから出て空隙９に到達する磁束の量が、磁極中心から極間側に近づくにつれ減少する。これにより、空隙磁束密度成分における高調波磁束密度成分が少なくなり、コギングトルクやトルクリップルが低減される。
【００５０】
実施の形態３．
図１３はこの発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す端面図、図１４はこの発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す断面図、図１５はこの発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図、図１６はこの発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機の回転子における漏れ磁束の流れ説明する図、図１７はこの発明の実施の形態３に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【００５１】
図１３から図１５において、回転子１０Ｂは、回転軸１１に焼き嵌めや圧入などにより固定されて、回転子鉄心１２の軸方向の両端面に接するように配設された端板２１を備えている。端板２１は、外周端が永久磁石１６の上面と側面との交点の径方向位置と同じとなる直径Ｒｍのリング状平板に作製されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００５２】
実施の形態３においても、回転子鉄心１２、磁石収納穴１５および永久磁石１６が上記実施の形態１と同様に構成されているので、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００５３】
この実施の形態３では、端板２１が、軸方向から見て、永久磁石１６の少なくとも一部と重なるように、回転子鉄心１２の軸方向両端面に接して、回転軸１１に固定されている。そこで、軸方向に電磁的なアンバランスがあり、永久磁石１６にスラスト力が作用しても、永久磁石１６の軸方向の移動は端板２１により阻止される。したがって、回転子鉄心１２から永久磁石１６の軸方向への飛び出しが確実に防止される。
【００５４】
ここで、永久磁石１６から出る磁束の漏れを抑制する観点から、端板２１は非磁性材料で作製することが望ましい。しかし、非磁性材料で作製された端板２１を回転軸１１に焼き嵌めや圧入などにより固定した場合、端板２１と回転軸１１との熱膨張係数の違いから、回転子１０Ｂの温度上昇に伴い、端板２１と回転軸１１との結合部が緩み、端板２１が外れる可能性がある。端板２１と回転軸１１との結合部の緩みを防止するために、嵌め合い公差を厳しくしすぎると、焼き嵌め工程では、焼き嵌め温度を上げる必要があり、圧入工程では、圧入力が上昇して工作性が悪化することになる。これらのことから、端板２１は磁性材料で作製されることが望ましい。
【００５５】
磁性材料で作製された端板２１の直径Ｒｍが回転子鉄心１２の外径と同じ場合には、永久磁石１６の端面の全面が端板２１と接することになり、漏れ磁束が多くなる。そこで、端板２１の直径Ｒｍ小さくすることにより、端板２１に接する永久磁石１６の端面の面積を少なくできる。これにより、図１６に矢印で示されるように、永久磁石１６から出る磁束が、端板２１に接する永久磁石１６の端面の領域から端板２１に入り、端板２１内を内径側に流れ、その後回転子鉄心１２の永久磁石１６の内径側の鉄心部分に入り、永久磁石１６に戻る磁路を流れる。そこで、端板２１から露出している永久磁石１６の端面の領域からの端板２１への磁束の流れが抑制されるので、端板２１外径を回転子鉄心１２の外径と等しくした場合に比べて、漏れ磁束を低減することができる。このように、端板２１が永久磁石１６の端面に接する面積が小さくなるほど、漏れ磁束を低減できる。
【００５６】
また、端板２１は、軸方向から見て、永久磁石１６の一部を覆い隠していれば、永久磁石１６の軸方向の飛び出しを抑制する効果がある。そして、永久磁石１６の軸方向の飛び出しを確実に阻止するには、図１７に示されるように、端板２１が、軸方向から見て、永久磁石１６の磁極中心における厚みＨｍの半分以上の領域を覆い隠していればよい。
【００５７】
これらのことから、漏れ磁束を低減し、かつ永久磁石１６の軸方向の飛び出しを抑制する観点から、端板２１の外周端の径方向位置が、永久磁石１６の磁極中心における厚みＨｍの半分となる点の径方向位置以上、永久磁石１６の上面と側面との交点の径方向位置以下となるように、外径Ｒｍを設定することが望ましい。
【００５８】
実施の形態４．
図１８はこの発明の実施の形態４に係る永久磁石埋込型回転電機を示す断面図、図１９はこの発明の実施の形態４に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す斜視図、図２０はこの発明の実施の形態４に係る永久磁石埋込型回転電機におけるトルクリップルと段スキュー角度との関係を示す図である。
【００５９】
図１８および図１９において、永久磁石埋込型回転電機１０１は、円環状の固定子１Ａと、固定子１Ａの内部に空隙９を介して同軸に、かつ回転可能に配設された回転子３０と、を備えている。
【００６０】
固定子１Ａは、電磁鋼板を積層、一体化して作製され、ティース２ｂが、それぞれ、円環状のバックヨーク２ａの内壁面から径方向内方に突出して周方向に等角ピッチで配列されてなる固定子鉄心２Ａと、固定子鉄心２Ａに装着された固定子巻線３と、を備える。ここでは、バックヨーク２ａと隣り合うティース２ｂにより構成されるスロット２ｃが周方向に１２個配列されている。また、固定子巻線３が、導体線をティース２ｂのそれぞれに巻回して作製された集中巻コイル３ａを備えている。
【００６１】
回転子３０は、電磁鋼板を積層、一体化して作製され、複数個の円弧状曲面１３が周方向に等角ピッチで配列された外形形状を有し、軸方向に同軸に配設される、分割鉄心としての第１および第２回転子鉄心１２１，１２２と、第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の軸心位置に挿入、固着された回転軸１１と、第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の外周側に埋め込まれた永久磁石１６と、を備える。
【００６２】
第１および第２回転子鉄心１２１，１２２は、それぞれ、曲率半径Ｒ２の円弧状曲面１３により形成される凸部が周方向に等角ピッチで８個配列されて構成されている。そして、磁石収納穴１５が円弧状曲面１３のそれぞれの内径側に第１および第２回転子鉄心１２１，１２２を軸方向に貫通するように形成されている。さらに、永久磁石１６が、磁石収納穴１５のそれぞれに挿入、固着されている。
【００６３】
第１および第２回転子鉄心１２１，１２２は、磁極中心を周方向にずらして、互いに接して軸方向に同軸に配列され、軸心位置に挿入された回転軸１１に固定されている。なお、第１および第２回転子鉄心１２１，１２２は、８個の永久磁石１６が埋設され、軸方向厚みが半分である点を除いて、上記実施の形態１における回転子鉄心１２と同様に構成されている。また、軸方向に配列された第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の磁極中心間の周方向角度が段スキュー角度となる。
【００６４】
一般に、永久磁石埋込型回転電機では、固定子巻線が集中巻の巻線である場合、分布巻の巻線からなる固定子巻線を用いる場合に比べて、高調波が大きく、トルクリップルが大きくなりやすい。また、８極１２スロットである場合、特に高調波が大きくなる。
この永久磁石埋込型回転電機１０１では、磁極中心を周方向にずらして、第１および第２回転子鉄心１２１，１２２を軸方向に同軸に並べている、すなわち段スキューを施しているので、軸方向で発生するトルクリップルの位相にずれが生じ、トルクリップルを低減することができる。
【００６５】
８極１２スロットのモータでは、理論上、モータの電気的に１回転する周期を１ｆとすると、６ｆ成分に大きなトルクリップルが発生する。このため、電気的には、３０°に位相差を設けるように段スキューを施す。ここでいう電気的な３０°とは、８極のモータでの場合、機械角度で７．５°となる。しかし、永久磁石１６が第１および第２回転子鉄心１２１，１２２に埋め込まれているので、永久磁石１６の外周側に位置する第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の鉄心部分を軸方向に流れる漏れ磁束が発生し、軸方向で発生するトルクリップルの位相のずれが理論的な３０°と異なってくる。
【００６６】
ここで、段スキュー角度（電気角度）とトルクリップルとの関係を図２０に示す。
図２０から、段スキュー角度が２８°から大きくなると、トルクリップルが漸次小さくなり、段スキュー角度が３０°（機械角度：７．５°）以上となると、トルクリップルがさらに小さくなった。そして、段スキュー角度が４３度を超えると、トルクリップルの低下が緩やかになり、段スキュー角度が４８度を超えると、トルクリップルの低下がほとんどないことがわかった。
【００６７】
トルクリップルを大きくすることは、出力の低下をもたらすことから，トルクリップルを低減し、かつ出力の低下を抑制する観点から、段スキュー角度は、電気角度で３０°以上、４８°以下にすることが望ましい。ここでは、８極１２スロットの場合について説明したが、３相モータでは、毎極毎相当たりのスロット数が１／２又は１／４のモータにおいて、同様の効果が得られることが確認できた。
【００６８】
実施の形態５．
図２１はこの発明の実施の形態５に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す側面図である。
【００６９】
図２１において、第１および第２回転子鉄心１２１，１２２は、磁極中心を周方向にずらして、軸方向に隙間ｄを確保して同軸に配列されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００７０】
上記実施の形態４による回転子３０では、第１および第２回転子鉄心１２１，１２２が互いに接するように軸方向に配列されているので、永久磁石１６の外周側に位置する第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の鉄心部分を軸方向に流れる漏れ磁束が発生し、出力の低下をもたらす。
【００７１】
この実施の形態５による回転子３０Ａでは、軸方向に配列された第１および第２回転子鉄心１２１，１２２との間に隙間ｄが確保されている。これにより、永久磁石１６の外周側に位置する第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の部分を軸方向に流れる漏れ磁束の量が低減され、トルクリップルを低減するための段スキュー角度を小さくできる。段スキュー角度を大きくすると、出力が低下する。したがって、実施の形態５によれば、上記実施の形態４に比べて、出力を高めることができる。
【００７２】
ここで、隙間ｄは、永久磁石１６の外周側に位置する第１および第２回転子鉄心１２１，１２２の鉄心部分、すなわちブリッジ部２０の磁極中心における厚みＢ１以上に設定すれば、磁石磁束の中の漏れ磁束を低減して，出力を向上することが可能となる。そこで、電磁鋼板の板厚をｔとすれば、製作可能なＢ１は０．４×ｔ以上となるので、隙間ｄはｄ≧０．４×ｔとすることが望ましい。
【００７３】
実施の形態６．
図２２はこの発明の実施の形態６に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子を示す側面図である。
【００７４】
図２２において、回転子鉄心は、分割鉄心としての第１から第３回転子鉄心１３，１３２，１３３から構成される。第１および第３回転子鉄心１３１，１３３は、同一に構成されている。第２回転子鉄心１３２は、軸方向長さが第１および第３回転子鉄心１３１，１３３の２倍となっている点を除いて、第１および第３回転子鉄心１３１，１３３と同様に構成されている。第１から第３回転子鉄心１３１，１３３が、第２回転子鉄心１３２を挟んで、互いに接して、軸方向に同軸に配列されている。第１および第３回転子鉄心１３１，１３３の磁極中心の周方向位置は一致し、第２回転子鉄心１３２の磁極中心は、第１および第３回転子鉄心１３１，１３３の磁極中心に対して周方向にずれている。
なお、他の構成は、上記実施の形態４と同様に構成されている。
【００７５】
この実施の形態６では、第１および第３回転子鉄心１３１，１３３が同一に構成され、かつ磁極中心の周方向位置が一致している。また、第１および第３回転子鉄心１３１，１３３の軸方向長さが、第２回転子鉄心１３２の軸方向長さの半分となっている。そして、第２回転子鉄心１３２が第１および第３回転子鉄心１３１，１３２に対して段スキューされている。これにより、段スキューすることに起因して回転子３０Ｂの回転中に軸方向に加わるスラスト力がなくなる。したがって、永久磁石埋込型回転電機のベアリングへの負荷が減り、ベアリングにおける故障の発生を抑制できる。
【００７６】
実施の形態７．
図２３はこの発明の実施の形態７に係る永久磁石埋込型回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部拡大図である。
【００７７】
図２３において、回転子鉄心１２Ｂは、相対する磁石止め部１８間の距離Ｌｎが、ブリッジ部２０の周方向の端部の厚みＢ２より大きくなるように構成されている。
なお、他の構成は、上記実施の形態１と同様に構成されている。
【００７８】
一の永久磁石１６から出る磁束は、回転子鉄心１２Ｂの極間の外周側の鉄心部分を通って隣の永久磁石１６に向かう磁路と、回転子鉄心１２Ｂの極間の鉄心部分を通って一の永久磁石１６に戻る磁路と、を流れる。永久磁石１６から出る磁束のなかの漏れ磁束の量の大きさは、ブリッジ部２０の周方向の端部の厚みＢ２により決まる。したがって、Ｌｎ＞Ｂ２としても、漏れ磁束の量は変わらない。また、Ｌｎが大きくなると、ブリッジ部２０の機械的強度が増し、高速回転にも耐えられるようになる。
この実施の形態７によれば、Ｌｎ＞Ｂ２としているので、漏れ磁束を増大することなく、耐遠心力性を高めることができる。
【００７９】
なお、上記各実施の形態では、１本の長い永久磁石を磁石収納穴のそれぞれに収納されているが、複数本の短い永久磁石を磁石収納穴のそれぞれに１列に並べて収納するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００８０】
１，１Ａ  固定子、９  空隙、１０，１０Ａ，１０Ｂ，３０，３０Ａ，３０Ｂ  回転子、１１  回転軸、１２，１２Ａ，１２Ｂ  回転子鉄心、１３  円弧状曲面、１４  円筒面、１５，１５Ａ  磁石収納穴、１６，１６Ａ  永久磁石、１７  空隙部、２０  ブリッジ部、２１  端板、１２１  第１回転子鉄心（分割鉄心）、１２２  第２回転子鉄心（分割鉄心）、１３１  第１回転子鉄心（分割鉄心）、１３２  第２回転子鉄心（分割鉄心）、１３３  第３回転子鉄心（分割鉄心）、ｄ  隙間。
【図１】
0005930253.tif 000003
【図２】
0005930253.tif 000004
【図３】
0005930253.tif 000005
【図４】
0005930253.tif 000006
【図５】
0005930253.tif 000007
【図６】
0005930253.tif 000008
【図７】
0005930253.tif 000009
【図８】
0005930253.tif 000010
【図９】
0005930253.tif 000011
【図１０】
0005930253.tif 000012
【図１１】
0005930253.tif 000013
【図１２】
0005930253.tif 000014
【図１３】
0005930253.tif 000015
【図１４】
0005930253.tif 000016
【図１５】
0005930253.tif 000017
【図１６】
0005930253.tif 000018
【図１７】
0005930253.tif 000019
【図１８】
0005930253.tif 000020
【図１９】
0005930253.tif 000021
【図２０】
0005930253.tif 000022
【図２１】
0005930253.tif 000023
【図２２】
0005930253.tif 000024
【図２３】
0005930253.tif 000025