(57)【要約】【課題】各磁極部における磁力を弱くすることなく、各磁極部における各磁石スロットに発生する応力を小さくすることができる回転子及びこの回転子を備えた永久磁石式回転電機を提供する。【解決手段】回転子２０は、円柱状の回転子コア２１と、回転子コア２１の周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部２２とを備える。複数の磁極部２２の各々は、回転子コア２１の軸方向に貫通し、回転子コア２１の周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロット２３と、複数の磁石スロット２３の各々内に固定された複数の永久磁石２４とを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の回転子コアと、該回転子コアの周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部とを備え、
該複数の磁極部の各々が、前記回転子コアの軸方向に貫通し、前記回転子コアの周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロットと、該複数の磁石スロットの各々内に固定された複数の永久磁石とを有することを特徴とする回転子。
【請求項２】
前記複数の磁石スロットは、径方向外周側の複数の外周側磁石スロットと、径方向内周側の複数の内周側磁石スロットとの２行複数列状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転子。
【請求項３】
前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石の磁束密度と、前記複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の内周側永久磁石の磁束密度とが同一であることを特徴とする請求項２に記載の回転子。
【請求項４】
前記複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の内周側永久磁石の磁束密度が、前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石の磁束密度よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の回転子。
【請求項５】
前記複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の内周側永久磁石は、前記複数の磁極部の周方向に磁極中央側に配置された複数の内周側磁石スロットの各々内に固定された複数の内周側第１永久磁石と、前記複数の磁極部の周方向に磁極両端側に配置された複数の内周側磁石スロットの各々内に固定された複数の内周側第２永久磁石とを備え、前記複数の内周側第１永久磁石は、前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石と磁束密度が同一であり、前記複数の内周側第２永久磁石は、前記複数の内周側第１永久磁石よりも磁束密度が小さいことを特徴とする請求項２に記載の回転子。
【請求項６】
円筒状の回転子コアと、該回転子コアの周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部とを備え、
該複数の磁極部の各々が、前記回転子コアの軸方向に貫通し、前記回転子コアの周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロットであって、径方向外周側の複数の外周側磁石スロットと、径方向内周側の複数の内周側磁石スロットとの２行複数列状に形成されている複数の磁石スロットと、前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石と、前記複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の磁性金属とを備えていることを特徴とする回転子。
【請求項７】
円筒状の回転子コアと、該回転子コアの周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部とを備え、
該複数の磁極部の各々が、前記回転子コアの軸方向に貫通し、前記回転子コアの周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロットであって、径方向外周側の複数の外周側磁石スロットと、径方向内周側の複数の内周側磁石スロットとの２行複数列状に形成されている複数の磁石スロットと、前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石と、前記複数の内周側磁石スロットのうち前記複数の磁極部の周方向に磁極中央側に配置された複数の内周側磁石スロットの各々内に固定された複数の内周側永久磁石と、前記複数の内周側磁石スロットのうち前記複数の磁極部の周方向に磁極両端側に配置された複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の磁性金属とを備え、前記複数の内周側永久磁石は、前記複数の外周側永久磁石と磁束密度が同一であることを特徴とする回転子。
【請求項８】
固定子巻線を巻装した固定子と、該固定子の内周側に回転自在に配置された、請求項１乃至７のうちいずれか一項に記載の回転子とを備えたことを特徴とする永久磁石式回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転子コアの各磁石スロットに発生する応力を小さくすることができる回転子及びこの回転子を備えた永久磁石式回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、永久磁石式回転電機における回転子は、円筒状の回転子コアと、回転子コアの周方向に所定間隔をあけて設けた複数の磁極部とを備えている。そして、複数の磁極部の各々は、回転子コアに形成された磁石スロットと、この磁石スロット内に固定され、周方向に隣り合う磁極部同士が異極性となるように配置した永久磁石とを備えている。
この回転子において、各磁極部における各磁石スロットに発生する応力を小さくするために、各磁極部における各磁石スロットを周方向に２つに分割し、分割された２つの磁石スロットのそれぞれに永久磁石を固定することが行われる。
【０００３】
従来のこの種の各磁石スロットに発生する応力を小さくした埋込磁石型回転電機として、例えば、特許文献１に示すものが知られている。
特許文献１に示す埋込磁石型回転電機におけるロータは、円筒状のロータコアと、このロータコアの周方向に所定間隔をあけて設けた複数の磁極部とを備えている。そして、複数の磁極部の各々は、ロータ子コアの軸方向に貫通し、ロータコアの周方向に離間して形成された一対のロータスロットと、これらロータスロット内に固定され、周方向に隣り合う磁極部同士が異極性となるように配置した永久磁石とを備えている。
この埋込磁石型回転電機によれば、各磁極部において、ロータスロットを一対設け、各ロータスロット内に固定される永久磁石を小さくすることにより、各磁極部における各ロータスロットに発生する応力を小さくすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−８１２８４号公報
【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、この従来の特許文献１に示す埋込磁石型回転電機にあっては、以下の問題点があった。
即ち、各磁極部において、ロータコアの周方向に離間して形成された一対のロータスロットを設けているが、各磁極部における各ロータスロットに発生する応力の低減度合がまだ足りない。
一方、各磁極部における各ロータスロットに発生する応力の低減度合を高めるために、各磁極部において、周方向に一対以上、すなわち２つ以上のロータスロットを配設することも考えられる。その場合、各ロータスロットに固定される永久磁石が小さくなりすぎ磁力も弱くなるため、各磁極部における磁力が弱くなり所望の電気的特性が得られず、ロータの回転速度を上げるのが困難にであった。
【０００６】
従って、本発明はこの従来の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、各磁極部における磁力を弱くすることなく、各磁極部における各磁石スロットに発生する応力を小さくすることができる回転子及びこの回転子を備えた永久磁石式回転電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る回転子は、円筒状の回転子コアと、該回転子コアの周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部とを備え、該複数の磁極部の各々が、前記回転子コアの軸方向に貫通し、前記回転子コアの周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロットと、該複数の磁石スロットの各々内に固定された複数の永久磁石とを有することを要旨とする。
【０００８】
また、本発明の別の態様に係る回転子は、  円筒状の回転子コアと、該回転子コアの周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部とを備え、該複数の磁極部の各々が、前記回転子コアの軸方向に貫通し、前記回転子コアの周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロットであって、径方向外周側の複数の外周側磁石スロットと、径方向内周側の複数の内周側磁石スロットとの２行複数列状に形成されている複数の磁石スロットと、前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石と、前記複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の磁性金属とを備えていることを要旨とする。
【０００９】
また、本発明の別の態様に係る回転子は、円筒状の回転子コアと、該回転子コアの周方向に沿って所定間隔をあけて設けられた複数の磁極部とを備え、該複数の磁極部の各々が、前記回転子コアの軸方向に貫通し、前記回転子コアの周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数の磁石スロットであって、径方向外周側の複数の外周側磁石スロットと、径方向内周側の複数の内周側磁石スロットとの２行複数列状に形成されている複数の磁石スロットと、前記複数の外周側磁石スロットの各々内に固定される複数の外周側永久磁石と、前記複数の内周側磁石スロットのうち前記複数の磁極部の周方向に磁極中央側に配置された複数の内周側磁石スロットの各々内に固定された複数の内周側永久磁石と、前記複数の内周側磁石スロットのうち前記複数の磁極部の周方向に磁極両端側に配置された複数の内周側磁石スロットの各々内に固定される複数の磁性金属とを備え、前記複数の内周側永久磁石は、前記複数の外周側永久磁石と磁束密度が同一であることを要旨とする。
【００１０】
また、本発明の別の態様に係る永久磁石式回転電機は、固定子巻線を巻装した固定子と、該固定子の内周側に回転自在に配置された、前述の回転子とを備えたことを要旨とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る回転子及び永久磁石式回転電機によれば、各磁極部における磁力を弱くすることなく、各磁極部における各磁石スロットに発生する応力を小さくすることができる回転子及びこの回転子を備えた永久磁石式回転電機を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る回転子を備えた永久磁石式回転電機の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す永久磁石式回転電機における回転子の断面図である。
【図３】図２に示す回転子のうち磁石スロット及び永久磁石を拡大して示す断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る回転子の概略構成を示す断面図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る回転子の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の第４実施形態に係る回転子の概略構成を示す断面図である。
【図７】本発明の第５実施形態に係る回転子の概略構成を示す断面図である。
【図８】参考例に係る回転子の概略構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態に係る回転子を備えた永久磁石式回転電機は、図１に示されており、永久磁石式回転電機１は、４極２４スロットの埋込磁石型同期電動機である。なお、本発明は、極数やスロット数、その他の各部分の寸法などによって何ら制約を受けるものではない。
図１に示す永久磁石式回転電機１は、固定子１０と、固定子１０の内周側に回転自在に配置された回転子２０とを備えている。
【００１４】
ここで、固定子１０は、円筒状のフレーム２と、フレーム２の内周側に配置された円筒状の固定子コア１１とを備えている。固定子コア１１の内周面側には、円周方向に等間隔で形成された２４個のスロット１２及び２４個の磁極ティース１３が形成される。各磁極ティース１３には、スロット１２内に巻装された固定子巻線１４が巻回されている。
また、回転子２０は、図１及び図２に示すように、積層鉄心で構成された円筒状の回転子コア２１と、回転子コア２１に設けられた４つの磁極部２２とを備えている。回転子２０は、回転子コア２１の中心部に嵌挿固定された回転軸３によって回転する。
【００１５】
４つの磁極部２２の各々は、回転子コア２１の軸方向の両端にまで貫通する貫通孔で形成される８つの磁石スロット２３と、各磁石スロット２３内に固定される８つの永久磁石２４とを備えている。ここで、８つの磁石スロット２３は、回転子コア２１の周方向及び径方向に沿って行列状に配設される。つまり、８つの磁石スロット２３は、径方向外周側の４つの外周側磁石スロット２３ａと、径方向内周側の４つの内周側磁石スロット２３ｂとの２行４列状に形成されている。また、８つの永久磁石２４は、外周側磁石スロット２３ａ内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａと、内周側磁石スロット２３ｂ内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂとを備えている。
【００１６】
ここで、各外周側磁石スロット２３ａは、図３に示すように、周方向に細長く直線状に延び、外周側永久磁石２４ａが挿入される磁石保持穴部と、磁石保持穴部の長手方向両端に形成された一対の空気領域２３ａａとを備えている。各空気領域２３ａａは、磁石保持穴部よりの径方向内周側に延びるとともにその径方向内周側端部をＲ面で形成することにより、遠心力によって発生する応力の集中を緩和することができる。また、各内周側磁石スロット２３ｂは、周方向に細長く直線状に延び、内周側永久磁石２４ｂが挿入される磁石保持穴部と、磁石保持穴部の長手方向両端に形成された一対の空気領域２３ｂａとを備えている。各空気領域２３ｂａは、空気領域２３ａａと異なり、磁石保持穴部よりの径方向内周側に延びるように形成されていない。この理由は、内周側磁石スロット２３ｂは回転子コア２１の中心からの距離が外周側磁石スロット２３ａの当該距離よりも短く、空気領域２３ｂａにおいて遠心力によって発生する応力が空気領域２３ａａにおいて発生する応力よりも小さいからである。
また、各外周側永久磁石２４ａ及び各内周側永久磁石２４ｂは、それぞれ断面矩形形状に形成されており、その大きさは同じである。また、各外周側永久磁石２４ａの磁束密度と、各内周側永久磁石２４ｂの磁束密度とは同一となっている。
【００１７】
この第１実施形態に係る回転子２０及びその回転子２０を備えた永久磁石式回転電機１によれば、複数（４つ）の磁極部２２の各々が、回転子コア２１の軸方向に貫通し、回転子コア２１の周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数（８つ）の磁石スロット２３と、複数（８つ）の磁石スロットの各々内に固定された複数（８つ）の永久磁石２４とを有する。即ち、各磁極部２２における磁石スロット２３が周方向のみならず径方向にも分割され、それぞれの磁石スロット２３内に永久磁石２４が固定されている。これにより、各磁石スロット２３内に固定される永久磁石２４が周方向のみに磁石スロット２３を分割する場合よりも小さくすることができ、各磁極部２２における各磁石スロット２３に発生する応力を小さくすることができる。
また、各磁極部２２における磁石スロット２３が周方向のみならず径方向にも分割され、それぞれの磁石スロット２３内に永久磁石２４が固定されているので、各磁石スロット２３に固定される永久磁石２４が小さくなり磁力が弱くなったとしても、各磁極部２２におけるトータルの磁力は弱くならないので、所望の電気的特性を得ることができ、回転子２０の回転速度を容易に上げることができる。
【００１８】
一方、図８に示す参考例に係る回転子２０の場合には、各磁極部２２は、回転子コア２１の軸方向に貫通し、回転子コア２１の周方向に沿って配設された一対の磁石スロット２３を備えている。そして、各磁石スロット２３内には、永久磁石２４が固定されている。この場合、各磁極部２２における磁石スロット２３が周方向のみ分割されているため、各磁石スロット２３に固定される永久磁石２４を小さくすることに限界があり、各磁極部２２における各磁石スロット２３に発生する応力を小さくすることにも限界がある。
これに対し、本実施形態の場合、各磁極部２２における磁石スロット２３が周方向のみならず径方向にも分割され、それぞれの磁石スロット２３内に永久磁石２４が固定されている。これにより、各磁石スロット２３内に固定される永久磁石２４が周方向のみに磁石スロット２３を分割する場合よりも小さくすることができ、各磁極部２２における各磁石スロット２３に発生する応力を小さくすることができる。
【００１９】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る回転子について図４を参照して説明する。図４において、図１乃至図３に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図４に示す回転子２０は、図２に示す回転子２０と基本構成は同様である。図２に示す回転子２０においては、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂの磁束密度が、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａの磁束密度と同一となっている。これに対し、図４に示す回転子２０においては、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂの磁束密度が、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａの磁束密度よりも小さくなっている点で相違している。各外周側永久磁石２４ａ及び各内周側永久磁石２４ｂは、それぞれ断面矩形形状に形成されており、その大きさは同じである。
【００２０】
この第２実施形態に係る回転子２０及びその回転子２０を備えた永久磁石式回転電機１においても、複数（４つ）の磁極部２２の各々が、回転子コア２１の軸方向に貫通し、回転子コア２１の周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数（８つ）の磁石スロット２３と、複数（８つ）の磁石スロットの各々内に固定された複数（８つ）の永久磁石２４とを有する。即ち、各磁極部２２における磁石スロット２３が周方向のみならず径方向にも分割され、それぞれの磁石スロット２３内に永久磁石２４が固定されている。これにより、各磁石スロット２３内に固定される永久磁石２４が周方向のみに磁石スロット２３を分割する場合よりも小さくすることができ、各磁極部２２における各磁石スロット２３に発生する応力を小さくすることができる。
また、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂの磁束密度が、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａの磁束密度よりも小さくなっているので、図１に示す永久磁石式回転電機１と電気的特性の異なる永久磁石式回転電機１を、図２に示す回転子コア２１と同一の抜型で製作した回転子コア２１を用いて製作することができる。
【００２１】
また、一般に、永久磁石式回転電機１において、大きな逆磁界が発生した場合には、永久磁石の磁力が低下する現象が発生するが、回転子コア２１の径方向外周側が逆磁界の影響が強く減磁の度合いが大きく、回転子コア２１の径方向内周側が逆磁界の影響が小さく減磁の度合いが小さい。ここで、第２実施形態に係る回転子２０においては、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂの磁束密度が、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａの磁束密度よりも小さくなっている。このため、大きな逆磁界が発生した際の逆磁界の影響を考慮した適切な磁石配置の回転子２０とすることができる。また、内周側永久磁石２４ｂの磁束密度を外周側永久磁石２４ａの磁束密度よりも小さくすることにより、内周側永久磁石２４ｂの磁束密度を外周側永久磁石２４ａの磁束密度と同一とする場合よりも低コスト化が可能となる。
【００２２】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る回転子について図５を参照して説明する。図５において、図１乃至図３に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図５に示す回転子２０は、図２に示す回転子２０と基本構成は同様である。図２に示す回転子２０においては、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂの磁束密度が、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａの磁束密度と同一となっている。これに対し、図５に示す回転子２０においては、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石は、４つの磁極部２２の周方向に磁極中央側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定された２つの内周側第１永久磁石２４ｃと、４つの磁極部２２の周方向に磁極両端側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定された２つ内周側第２永久磁石２４ｄとを備え、２つの内周側第１永久磁石２４ｃは、２つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される複数の外周側永久磁石２４ａと磁束密度が同一であり、２つの内周側第２永久磁石２４ｄは、２つの内周側第１永久磁石２４ｃよりも磁束密度が小さい点で相違している。各外周側永久磁石２４ａ、各内周側第１永久磁石２４ｃ及び各内周側第２永久磁石２４ｄは、それぞれ断面矩形形状に形成されており、その大きさは同じである。
【００２３】
この第３実施形態に係る回転子２０及びその回転子２０を備えた永久磁石式回転電機１においても、複数（４つ）の磁極部２２の各々が、回転子コア２１の軸方向に貫通し、回転子コア２１の周方向及び径方向に沿って行列状に配設された複数（８つ）の磁石スロット２３と、複数（８つ）の磁石スロットの各々内に固定された複数（８つ）の永久磁石２４とを有する。即ち、各磁極部２２における磁石スロット２３が周方向のみならず径方向にも分割され、それぞれの磁石スロット２３内に永久磁石２４が固定されている。これにより、各磁石スロット２３内に固定される永久磁石２４が周方向のみに磁石スロット２３を分割する場合よりも小さくすることができ、各磁極部２２における各磁石スロット２３に発生する応力を小さくすることができる。
【００２４】
また、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石は、４つの磁極部２２の周方向に磁極中央側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定された２つの内周側第１永久磁石２４ｃと、４つの磁極部２２の周方向に磁極両端側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定された２つ内周側第２永久磁石２４ｄとを備え、２つの内周側第１永久磁石２４ｃは、２つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される複数の外周側永久磁石２４ａと磁束密度が同一であり、２つの内周側第２永久磁石２４ｄは、２つの内周側第１永久磁石２４ｃよりも磁束密度が小さい。
ここで、第１実施形態に係る回転子２０のように、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石２４ｂの磁束密度が、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される４つの外周側永久磁石２４ａの磁束密度と同一になっている場合には、４つの外周側永久磁石２４ａ及び４つの内周側永久磁石２４ｂからの磁束が作る起磁力の波形は、矩形波形状となる。
【００２５】
これに対して、第３実施形態に係る回転子２０のように、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される４つの内周側永久磁石が、４つの磁極部２２の周方向に磁極中央側に配置された、磁束密度が外周側永久磁石２４ａの磁束密度と同一である２つの内周側第１永久磁石２４ｃと、４つの磁極部２２の周方向に磁極両端側に配置された、磁束密度が内周側第１永久磁石２４ｃよりも小さい２つの内周側第２永久磁石２４ｄとを備えると、４つの外周側永久磁石２４ａ、２つの内周側第１永久磁石２４ｃ及び２つの内周側第２永久磁石２４ｄからの磁束が作る起磁力の波形は、矩形波形状の両側に小さな２つの矩形波形状を加えた形状となり、正弦波形状に近づくことになる。これにより、起磁力の基本波成分が増加するとともに高調波成分が減少し、高トルク化及びコギングトルクの低減を実現することができる。
【００２６】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る回転子について図６を参照して説明する。図６において、図１乃至図３に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図６に示す回転子２０は、図２に示す回転子２０と基本構成は同様である。図２に示す回転子２０においては、各磁極部２２において、８つの磁石スロット２３の全てに永久磁石２４が固定されているが、即ち、４つの外周側磁石スロット２３ａに４つの外周側永久磁石２４ａが固定され、４つの内周側磁石スロット２３ｂに４つの内周側永久磁石２４ｂが固定されている。これに対し、図６に示す回転子２０では、各磁極部２２において、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に４つの外周側永久磁石２４ａが固定され、４つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に４つの磁性金属２５が固定されている点で相違している。各外周側永久磁石２４ａ及び各磁性金属２５は、それぞれ断面矩形形状に形成されており、その大きさは同じである。磁性金属２５としては、鉄などの強磁性体があげられる。
【００２７】
この第４実施形態に係る回転子２０によれば、複数（４つ）の磁極部２２の各々が、径方向外周側の複数（４つ）の外周側磁石スロット２３ａと、径方向内周側の複数（４つ）の内周側磁石スロット２３ｂとの２行複数列（４列）状に形成されている複数（８つ）の磁石スロットと、複数（４つ）の外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される複数（４つ）の外周側永久磁石２４ａと、複数（４つ）の内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される複数（４つ）の磁性金属２５とを備えている。このため、第２実施形態に係る回転子２０と同様に、図１に示す永久磁石式回転電機１と電気的特性の異なる永久磁石式回転電機１を、図２に示す回転子コア２１と同一の抜型で製作した回転子コア２１を用いて製作することができる。
また、第４実施形態に係る回転子２０によれば、各磁極部２２において、４つの内周側磁石スロット２３ｂの全てに磁性金属２５が固定されているため、第２実施形態に係る回転子２０と同様に、大きな逆磁界が発生した際の逆磁界の影響を考慮した適切な磁石配置の回転子２０とすることができる。
【００２８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る回転子について図７を参照して説明する。図７において、図１乃至図３に示す部材と同一の部材については同一の符号を付し、その説明を省略することがある。
図７に示す回転子２０は、図２に示す回転子２０と基本構成は同様である。図２に示す回転子２０においては、各磁極部２２において、８つの磁石スロット２３の全てに永久磁石２４が固定されているが、即ち、４つの外周側磁石スロット２３ａに４つの外周側永久磁石２４ａが固定され、４つの内周側磁石スロット２３ｂに４つの内周側永久磁石２４ｂが固定されている。これに対し、図７に示す回転子２０では、各磁極部２２において、４つの外周側磁石スロット２３ａの各々内に４つの外周側永久磁石２４ａが固定され、４つの内周側磁石スロット２３ｂのうち４つの磁極部２２の周方向に磁極中央側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に外周側永久磁石２４ａと同一の磁束密度を有する２つの内周側永久磁石２４ｂが固定され、４つの内周側磁石スロット２３ｂのうち４つの磁極部２２の周方向に磁極両端側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に２つの磁性金属２５が固定される点で相違している。各外周側永久磁石２４ａ、各内周側永久磁石２４ｂ及び各磁性金属２５は、それぞれ断面矩形形状に形成されており、その大きさは同じである。磁性金属２５としては、鉄などの強磁性体があげられる。
【００２９】
この第５実施形態に係る回転子２０によれば、複数（４つ）の磁極部２２の各々が、径方向外周側の複数（４つ）の外周側磁石スロット２３ａと、径方向内周側の複数（４つ）の内周側磁石スロット２３ｂとの２行複数列（４列）状に形成されている複数（８つ）の磁石スロット２３と、複数（４つ）の外周側磁石スロット２３ａの各々内に固定される複数（４つ）の外周側永久磁石２４ａと、複数（４つ）の内周側磁石スロット２３ｂのうち４つの磁極部２２の周方向に磁極中央側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定された複数（２つ）の内周側永久磁石２４ｂと、複数（４つ）の内周側磁石スロット２３ｂのうち４つの磁極部２２の周方向に磁極両端側に配置された２つの内周側磁石スロット２３ｂの各々内に固定される複数（２つ）の磁性金属２５とを備えている。そして、複数（２つ）の内周側永久磁石は、複数（４つ）の外周側永久磁石２４ａと磁束密度が同一である。このため、４つの外周側永久磁石２４ａ、２つの内周側永久磁石２４ｂ及び２つの磁性金属２５からの磁束が作る起磁力の波形は、矩形波形状の両側に小さな２つの矩形波形状を加えた形状となり、正弦波形状に近づくことになる。これにより、第３実施形態に係る回転子２０と同様に、起磁力の基本波成分が増加するとともに高調波成分が減少し、高トルク化及びコギングトルクの低減を実現することができる。
【００３０】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明はこれに限定されずに種々の変更、改良を行うことができる。
例えば、第１実施形態に係る回転子２０においては、各磁極部２２において、磁石スロット２３が２行４列状に形成されているが、これに限定されるものではなく、２行以上かつ２列以上の行列状に形成されていればよい。
また、第１実施形態に係る回転子２０においては、各外周側永久磁石２４ａ及び各内周側永久磁石２４ｂの大きさは同じであるが、異なっていてもよい。
【００３１】
また、第１実施形態に係る回転子２０においては、各外周側永久磁石２４ａの磁束密度と、各内周側永久磁石２４ｂの磁束密度とは同一となっているが、各外周側永久磁石２４ａの磁束密度と、各内周側永久磁石２４ｂの磁束密度とは異なっていてもよい。
また、第２実施形態に係る回転子２０においては、各磁極部２２において、磁石スロットが２行４列状に形成されているが、これに限定されず、２行かつ２列以上の行列状に形成されていればよい。
また、第３実施形態に係る回転子２０においては、各磁極部２２において、各磁極部２２において、磁石スロットが２行４列状に形成されているが、これに限定されず、２行かつ３列以上の行列状に形成されていればよい。
【００３２】
また、第４実施形態に係る回転子２０においては、各磁極部２２において、磁石スロットが２行４列状に形成されているが、これに限定されず、２行かつ２列以上の行列状に形成されていればよい。
また、第５実施形態に係る回転子２０においては、各磁極部２２において、各磁極部２２において、磁石スロットが２行４列状に形成されているが、これに限定されず、２行かつ３列以上の行列状に形成されていればよい。
【符号の説明】
【００３３】
１  永久磁石式回転電機
１０  固定子
１４  固定子巻線
２０  回転子
２１  回転子コア
２２  磁極部
２３  磁石スロット
２３ａ  外周側磁石スロット
２３ｂ  内周側磁石スロット
２４  永久磁石
２４ａ  外周側永久磁石
２４ｂ  内周側永久磁石
２４ｃ  内周側第１永久磁石
２４ｄ  内周側第２永久磁石
２５  磁性金属
【図１】
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【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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