(57)【要約】【課題】ＩＰＭモータのトルクリップルを抑制する。【解決手段】本発明によるＩＰＭモータは、ｎ１個のスロット（１６１〜１６１２）が設けられたステータ（１２）と、ステータ（１２）に対向する側面（１１ａ）を有するロータ（１１）とを具備する。ロータ（１１）は、ｎ２個の磁石（１４）と、磁石（１４）と側面（１１ａ）との間に位置する磁力線誘導体（１３ａ）とを含む。このとき、ｎ１とｎ２とは、  ｎ１＜ｎ２を満たす。【選択図】図２
2007209197.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｎ１個のスロットが設けられたステータと
前記ステータに対向する側面を有するロータ
とを具備し、
前記ロータは、
ｎ２個の磁石と、
前記磁石と前記側面との間に位置する磁力線誘導体
とを含み、
前記ｎ１と前記ｎ２とは、
ｎ１＜ｎ２
を満たす
ＩＰＭモータ。
【請求項２】
請求項１のＩＰＭモータにおいて、
前記ｎ２は、
１２≦ｎ２≦３０
を満たす
ＩＰＭモータ。
【請求項３】
請求項２のＩＰＭモータにおいて、
前記ｎ１は１２であり、前記ｎ２は１４である
ＩＰＭモータ。
【請求項４】
請求項１のＩＰＭモータにおいて、
前記ロータの中心軸に垂直な平面による前記磁石の断面は長方形をなし、
前記長方形は、
短辺と、
前記短辺より長い長辺
とを有し、
前記長辺は、前記側面に対向する
ＩＰＭモータ。
【請求項５】
請求項３のＩＰＭモータにおいて、
前記磁石が有する面のうち前記側面に対向する磁極面と、前記ロータの中心との距離ｄは、次式：
ｄ≧ｒ−Ｄ／１０，
ここで、
Ｄ＝２πｒ／ｎ２，
ｒ：前記ロータの半径
を満足する
ＩＰＭモータ。
【請求項６】
請求項１のＩＰＭモータにおいて、
次式：
０≦（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄ≦０．３，
ここで、
Ｌｑ：前記ロータの横軸インダクタンス，
Ｌｄ：前記ロータの直軸インダクタンス
が成立する
ＩＰＭモータ。
【請求項７】
ステータと
前記ステータに対向する側面を有するロータ
とを具備し、
前記ロータは、
前記磁石に対して、前記ロータの半径方向に外側である外側部分を包囲する磁力線誘導体
とを含み、
前記磁石が有する面のうち前記側面に対向する対向面と、前記ロータの中心との距離ｄは、次式：
ｄ≧ｒ−Ｄ／１０，
ここで、
Ｄ＝２πｒ／ｎ，
ｒ：前記ロータの半径，ｎ：前記磁石の数
を満足する
ＩＰＭモータ。
【請求項８】
請求項７のＩＰＭモータにおいて、
前記ｎは、１２以上３０以下である
ＩＰＭモータ。
【請求項９】
ステータと、
前記ステータに対向する側面を有するロータ
とを具備し、
前記ロータは、
ｎ個の磁石と、
前記磁石と前記側面との間に位置する磁力線誘導体
とを含み、
前記ｎは、
１２≦ｎ≦３０である
ＩＰＭモータ。
【請求項１０】
ステータと、
円筒形のロータ
とを具備し、
前記ロータの側面は、前記ステータに対向し、
前記ロータは、
前記側面の近傍に設けられた磁石と、
前記磁石と前記側面との間に位置する磁力線誘導体
とを含み、
前記磁力線誘導体は、前記ロータの直軸方向に磁束を誘導する直軸磁力線誘導体を具備し、且つ、前記ロータの横軸方向に伸展する空隙が設けられた
ＩＰＭモータ。
【請求項１１】
１２個のスロットが設けられたステータと
前記ステータに対向する側面を有するロータ
とを具備し、
前記ロータは、
１４個の磁石と、
前記磁石と前記側面との間に位置する磁力線誘導体
とを含み、
前記磁石が有する面のうち前記側面に対向する対向面と、前記ロータの中心との距離ｄとは、次式：
ｄ≧ｒ−Ｄ／１０，
ここで、
Ｄ＝２πｒ／ｎ，
ｒ：前記ロータの半径
を満足する
ＩＰＭモータ。
【請求項１２】
駆動輪と、
請求項１から請求項１１のいずれか一に記載されたＩＰＭモータと、ここで前記ＩＰＭモータが含む前記ロータは前記駆動輪を駆動し、
前記ＩＰＭモータに電源電圧を供給する電源電圧供給手段
とを具備する
モータ駆動車両。
【請求項１３】
駆動輪と、
請求項１から請求項１１のいずれか一に記載されたＩＰＭモータと、ここで前記ＩＰＭモータが含む前記ロータは前記駆動輪を駆動し、
アクセルペダルの動きに応じて前記ＩＰＭモータに電源電圧を供給する電源電圧供給手段
とを具備する
電気自動車。
【請求項１４】
駆動輪と、
請求項１から請求項１１のいずれか一に記載されたＩＰＭモータと、ここで前記ＩＰＭモータが含む前記ロータは前記駆動輪を駆動し、
スロットルレバーの動きに応じて前記ＩＰＭモータに電源電圧を供給する電源電圧供給手段
とを具備する
電車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、埋込磁石構造モータ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｍｏｒｔａｒ）（以下、「ＩＰＭモータ」という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータが、広く使用されている。そのようなブラシレスＤＣモータとして、表面磁石構造モータ（Ｓｕｒｆａｃｅ  Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ  Ｍａｇｎｅｔ  Ｍｏｒｔａｒ）（以下、「ＳＰＭモータ」という。）と、ＩＰＭモータとが知られている。
【０００３】
ＳＰＭモータが、公開特許公報（特開平１１−９８７９１号公報）に知られている。図１３は、公知のそのＳＰＭモータの構造を示す。公知のそのＳＰＭモータは、三相電源で駆動される１４極１２スロット型モータである。公知のそのＳＰＭモータは、ロータ１０１と、ステータ１０２とから形成されている。
【０００４】
ロータ１０１の円筒表面には、１４個の永久磁石１０３が設けられている。即ち、ロータ１０１は、１４極の極数を有する。
【０００５】
ステータ１０２には、１２個のスロット１０４１〜１０４１２が放射状に、且つ、等角度間隔で、同一円周状に配置されている。更に、ステータ１０２には、電機子巻線１０５１〜１０５１２が設けられている。電機子巻線１０５１、１０５２、１０５７、１０５８には、Ｕ相電源電圧が供給される。電機子巻線１０５３、１０５４、１０５９、１０５１０には、Ｖ相電源電圧が供給される。電機子巻線１０５５、１０５６、電機子巻線１０５１１、１０５１２には、Ｗ相電源電圧が供給される。
【０００６】
図１３において、記号Ｕ・Ｖ・Ｗと、Ｕ’・Ｖ’・Ｗ’とは、それぞれ、電流が流れる方向が互いに逆であることを示している。即ち、電機子巻線１０５１と１０５２とは、互いに逆向きの磁束を発生する。電機子巻線１０５３と１０５４、電機子巻線１０５５と１０５６、電機子巻線１０５７と１０５８、電機子巻線１０５９と１０５１０、電機子巻線１０５１１と１０５１２についても同様に、それぞれ互いに逆向きの磁束を発生する。
【０００７】
一方、図１４は、公知のＩＰＭモータの構成を示している。公知のＩＰＭモータでは、ロータ１０６の内部に、磁石１０７が埋め込まれている。磁石１０７が埋め込まれていることにより、リラクタンストルクがロータ１０６に作用する。公知のそのＩＰＭモータは、リラクタンストルクを積極的に利用しようとするモータである。リラクタンストルクを積極的に利用するために、磁石１０７は、ロータ１０６の表面から離れて設けられている。公知のそのＩＰＭモータのステータの構造は、公知のそのＳＰＭモータのそれと同様である。
【０００８】
以上に説明された公知のＳＰＭモータと、公知のＩＰＭモータとには、それぞれに利点がある。
【０００９】
公知のＳＰＭモータは、トルクリップルが小さい点で、ＩＰＭモータよりも優れている。従って、公知のＳＰＭモータは、産業用ロボットや、工作機械のようなＦＡ製品のサーボモータとして適している。
【００１０】
一方、公知のＩＰＭモータは、出力トルクが大きくできる点で、ＳＰＭモータよりも優れている。以下、その理由を説明する。
【００１１】
公知のＳＰＭモータ、ＩＰＭモータのいずれの場合でも、その出力トルクは、次式で表されることが知られている。
Ｔ＝ｐ｛φ・Ｉａ・ｃｏｓ（β）＋（Ｌｑ−Ｌｄ）Ｉａ２・ｓｉｎ（２β）／２｝．
…（１）
ここで、
ｐ：極対数（極数／２），φ：永久磁石の電機子鎖交磁束の最大値
Ｉａ：電機子電流，β：電機子電流の位相
Ｌｄ：直軸インダクタンス（ｄ軸方向のインダクタンス），
Ｌｑ：横軸インダクタンス（ｑ軸方向のインダクタンス）．
右辺第１項の成分は、マグネットトルク成分を示し、右辺第２項の成分は、リラクタンストルクを示している。
【００１２】
公知のＳＰＭモータのトルクは、実質的に、マグネットトルク成分のみからなる。公知のＳＰＭモータでは、その構造上の特性から、次式が成り立つ。
Ｌｑ≒Ｌｄ．    …（２）
従って、公知のＳＰＭモータのトルクは、
Ｔ＝ｐφ・Ｉａ・ｃｏｓ（β）    …（３）
で表される。これは、公知のＳＰＭモータのトルクが、実質的に、マグネットトルク成分のみからなることを意味する。公知のＳＰＭモータでは、リラクタンストルク成分は有効に利用されない。
【００１３】
一方、公知のＩＰＭモータでは、マグネットトルク成分とリラクタンストルク成分との両方が活用され、公知のＳＰＭモータよりも出力トルクを大きくすることができる。公知のＩＰＭモータでは、その構造上の特性から、次式が成り立つ。
Ｌｑ＞Ｌｄ．    …（４）
従って、公知のＩＰＭモータでは、リラクタンストルク成分が活用される。その一方で、公知のＩＰＭモータでは、公知のＩＰＭモータの永久磁石の電機子鎖交磁束の最大値φが、公知のＳＰＭモータよりも小さい。ロータの内部に磁路が形成され、永久磁石が発生する磁束のうち、電機子に鎖交しないものが増加するからである。しかしながら、総合すると、公知のＩＰＭモータは、公知のＳＰＭモータよりも出力トルクを大きくすることができる。その詳細は、同一出願人に係る特許出願（特開２００１−３５２７２７号公報）に記載されている。
【００１４】
更に、公知のＩＰＭモータは、電機子に入力される入力電圧を低くできる点でも、公知のＳＰＭモータよりも優れている。
【００１５】
公知のＳＰＭモータ、ＩＰＭモータのいずれについても、ブラシレスＤＣモータの電機子巻線への入力電圧Ｖは、次式で表されることが知られている。
Ｖ＝√６・｛（ＲＩｄ＋ωＬｑＩｑ）２＋（ＲＩｑ−ωＬｄＩｄ＋Ｖｃ）２｝１／２．
…（５）
Ｒ：電機子の抵抗，ω：ロータの回転の角振動数，
Ｉｄ：電機子電流Ｉａのｄ軸成分（Ｉｄ＝Ｉａｓｉｎ（β）），
Ｉｑ：電機子電流Ｉａのｑ軸成分（Ｉｑ＝Ｉａｃｏｓ（β）），
Ｖｃ：ロータが回転することにより電機子巻線に誘起される誘起電圧
【００１６】
式（５）から、
Ｖｃ＝ωＬｄＩｄ    …（６）
が成り立つように、ブラシレスＤＣモータを設計できれば、入力電圧Ｖを低く抑えることができることが分かる。
【００１７】
公知のＳＰＭモータは、その構造上の特性から、式（６）が成り立つように設計することは非常に困難である。そのため、ロータの回転数が高くなると、入力電圧Ｖもその回転数に対応して高くなる。公知のＳＰＭモータは、ロータの回転数が高い用途には不向きである。
【００１８】
一方、公知のＩＰＭモータは、式（６）が成り立つように設計することが可能である。従って、ＩＰＭモータは、入力電圧ＶをＳＰＭモータよりも低くすることができる。
【００１９】
しかしながら、公知のＩＰＭモータは、そのトルクリップルが大きい。これは、公知のＩＰＭモータは、出力トルクのうち、リラクタンストルク成分が占める割合が多いからである。このリラクタンストルク成分により、公知のＩＰＭモータには、トルクリップルが発生する。このため、公知のＩＰＭモータは、トルクリップルが大きいことが許容される用途にしか利用されていない。
【００２０】
公知のＳＰＭモータと、公知のＩＰＭモータとの両方の利点を併せ持つブラシレスＤＣモータが実現されることが望まれる。即ち、トルクリップルが抑制され、且つ、入力電圧が低いことが望まれる。また、トルクリップルが抑制され、且つ、出力トルクが大きいことが望まれる。
【００２１】
また、このようなブラシレスＤＣモータでは、公知のＩＰＭモータよりも、以下に述べられるような特性が更に向上されることが望まれる。第１に、ブラシレスＤＣモータの入力電圧は、公知のＩＰＭモータよりも、更に低下されることが望まれる。第２に、ブラシレスＤＣモータの出力トルクは、公知のＩＰＭモータよりも、大きくされることが望まれる。第３に、ブラシレスＤＣモータの電機子電流は、小さくされることが望まれる。
【００２２】
このような特性が向上することは、当該ブラシレスＤＣモータを電気自動車に応用する場合に特に望まれている。
【特許文献１】特開平１１−９８７９１号公報
【特許文献２】特開２００１−３５２７２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明の目的は、ＩＰＭモータのトルクリップルを抑制することにある。
本発明の他の目的は、ＩＰＭモータの出力トルクを大きくすることにある。
本発明の更に他の目的は、ＩＰＭモータの電機子電流を小さくすることにある。
本発明の更に他の目的は、ＩＰＭモータの入力電圧を低くすることにある。
本発明の更に他の目的は、ＩＰＭモータを小型化することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
上記の目的を達成するために、本発明は、以下に述べられる手段を採用する。その手段の記述には、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための最良の形態］の記載との対応関係を明らかにするために、［発明を実施するための最良の形態］で使用される番号・符号が付記されている。但し、付記された番号・符号は、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲を限定的に解釈するために用いてはならない。
【００２５】
本発明によるＩＰＭモータは、ｎ１個のスロット（１６１〜１６１２）が設けられたステータ（１２）と、ステータ（１２）に対向する側面（１１ａ）を有するロータ（１１）とを具備する。ロータ（１１）は、ｎ２個の磁石（１４）と、磁石（１４）と側面（１１ａ）との間に位置する磁力線誘導体（１３ａ）とを含む。このとき、ｎ１とｎ２とは、
ｎ１＜ｎ２
を満たす。当該ＩＰＭモータでは、磁石（１４）の数ｎ２がスロット（１６１〜１６１２）の数ｎ１よりも多いことにより、磁石（１４）が発生する磁力線が通る磁気回路が均一化される。ロータ（１１）の磁気回路が均一化されることにより、当該ＩＰＭモータのトルクリップルを小さくすることができる。ここで、「磁石（１４）と側面（１１ａ）との間」という記載は、磁力線誘導体（１３ａ）が側面（１１ａ）に面している場合を含むと理解されるべきである。
【００２６】
当該ＩＰＭモータにおいて、磁石（１４）の数ｎ１は、１２以上３０以下であることが望ましい。磁石（１４）の数ｎ１が１２以上３０以下であることは、ＩＰＭモータに供給される電機子電流を小さくし、又、ＩＰＭモータに供給される入力電圧を低くする。
【００２７】
このとき、スロット（１６1〜１６１２）の数ｎ１は、１２であり、且つ、磁石（１４）の数ｎ２は、１４であることが望ましい。スロット（１６1〜１６１２）の数ｎ１と磁石（１４）の数ｎ２とをこのように定めることにより、当該ＩＰＭモータを高効率化し、また、小型化することができる。
【００２８】
当該ＩＰＭモータにおいて、ロータ（１１）の中心軸（１８）に垂直な平面による磁石（１４）の断面は長方形をなすことがある。長方形は、短辺と、その短辺より長い長辺とを有する。このとき、その長辺は、ロータ（１１）の側面（１１ａ）に対向することが望ましい。長辺がロータ（１１）の側面（１１ａ）に対向することは、磁石（１４）が発生する磁力線を有効に活用する点で有利である。
【００２９】
磁石（１４）は、実質的に直方体であることがある。このとき、磁石（１４）が有する面のうち側面（１１ａ）に対向する磁極面（１４ａ）と、ロータ（１１）の中心（１１ｂ）との距離ｄは、次式：
ｄ≧ｒ−Ｄ／１０
Ｄ＝２πｒ／ｎ
ｒ：ロータ（１１）の半径、ｎ：磁石（１４）の数
を満足することが望ましい。この条件を満足することにより、トルクリップルを抑制しながら、大きな出力トルクが得られ、更に、当該ＩＰＭモータに供給される入力電圧を低減することができる。
【００３０】
また、次式：
０≦（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄ≦０．３
Ｌｑ：ロータ（１１）の横軸インダクタンス
Ｌｄ：ロータ（１１）の直軸インダクタンス
が成立することが望ましい。この条件を満足することにより、トルクリップルを抑制しながら、大きな出力トルクが得られ、更に、当該ＩＰＭモータに供給される入力電圧を低減することができる。
【００３１】
磁石（１４）と側面（１１ａ）とは、ロータ（１１）の円周方向にある磁石（１４）の端（１４ｃ）において、最も近接することが望ましい。これにより、磁石（１４）が発生する磁力線が、スロット（１６１〜１６１２）に設けられる電機子巻線（１７１〜１７１２）により多く鎖交する。従って、大きなマグネットトルクを得ることができる。このとき、「端（１４ｃ）において最も近接」という記載は、磁石（１４）の側面（１１ａ）に対向する磁極面（１４ａ）の上にある点と側面（１１ａ）との距離は、一定ではないことをも意味していることに留意されるべきである。
【００３２】
磁石（１４）は、側面（１１ａ）に対向する磁極面（１４ａ）に磁極を有する。このとき、端（１４ｃ）と側面（１１ａ）とは、その磁極が生成する磁力線の概ね全てが、側面（１１ａ）を通過する程度に近接することが望ましい。
【００３３】
また、磁石（１４）の円周方向にある端（１４ｃ）と側面（１１ａ）との距離は、ロータ（１１）が回転したときに磁石（１４）がロータ（１１）から離脱しないような機械的強度が保たれる、実質的に最小なものに選ばれることが望ましい。このとき、実用され得る最大のマグネットトルクが得られる。
【００３４】
本発明によるＩＰＭモータは、ステータ（１２）と円筒形のロータ（１１）とを具備する。ロータ（１１）の側面（１１ａ）は、ステータ（１２）に対向する。ロータ（１１）は、実質的に直方体である磁石（１４）と、磁石（１４）の半径方向に外側である外側部分を包囲する磁力線誘導体（１３ａ）とを含む。磁石（１４）が有する面のうち側面（１１ａ）に対向する磁極面（１４ａ）と、前記ロータの中心との距離ｄは、
ｄ≧ｒ−Ｄ／１０
Ｄ＝２πｒ／ｎ
ｒ：ロータ（１１）の半径、ｎ：磁石（１４）の数
を満足する。この条件を満足することにより、トルクリップルを抑制しながら、大きな出力トルクが得られ、更に、当該ＩＰＭモータに供給される入力電圧を低減することができる。
【００３５】
本発明によるＩＰＭモータは、ステータ（１２）と、ステータ（１２）に、それの側面（１１ａ’）において対向するロータ（１１’）とを具備する。ロータ（１１ａ’）は、ロータ（１１ａ’）の側面（１１ａ’）の近傍に設けられた磁石（１４）と、磁力線誘導体（１３ｂ’、１３ｃ’）とを含む。磁力線誘導体（１３ｂ’、１３ｃ’）は、磁石（１４）とロータ（１１ａ’）の側面（１１ａ’）との間に位置する。磁力線誘導体（１３ｂ’）は、直軸方向に磁束を誘導する直軸磁力線誘導体（１３ｂ’）を具備し、且つ、横軸方向に伸展する空隙（１３ｃ’）が設けられている。ここで、直軸とは、ｄ軸を意味する。横軸とは、ｑ軸を意味する。
【００３６】
本発明によるモータ駆動車両は、駆動輪（７、３７）と、上述の本発明によるＩＰＭモータ（５０）と、ＩＰＭモータ（５０）に電源電圧を供給する電源電圧供給手段（３、３３）とを具備する。ＩＰＭモータ（５０）が含むロータ（１１）は駆動輪（７、３７）を駆動する。当該モータ駆動車両は、上述の本発明によるＩＰＭモータ（５０）の特性から、電源電圧供給手段（３、３３）の容量を小さくすることができる。
【発明の効果】
【００３７】
本発明により、ＩＰＭモータのトルクリップルが抑制される。
本発明により、ＩＰＭモータの出力トルクが大きくなる。
本発明により、ＩＰＭモータの電機子電流が小さくなる。
本発明により、ＩＰＭモータの入力電圧が低くなる。
本発明により、ＩＰＭモータが小型化される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３８】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の一形態のＩＰＭモータを説明する。
【００３９】
実施の第１形態：
実施の第１形態のＩＰＭモータは、電気自動車用ＩＰＭモータである。当該ＩＰＭモータは、図１に示されているように、電気自動車に搭載されて使用される。
【００４０】
その電気自動車には、電池１が設けられている。電池１は、高電圧リレー２に接続されている。高電圧リレー２は、アンプ３と当該電気自動車の各部に電圧を供給する。アンプ３は、アクセルペダル４の動きに応じて、当該実施の形態のＩＰＭモータ５０に電圧を供給する。以下の説明では、ＩＰＭモータ５０に供給される電圧を入力電圧ということとする。ＩＰＭモータ５０は、トランスミッション５と駆動軸６を介して駆動輪７を駆動する。
【００４１】
ＩＰＭモータ５０は、図２に示されているように、ロータ１１とステータ１２とを含む。ロータ１１は、ロータ側面１１ａにおいてステータ１２に対向する。ロータ１１は、軸１８に接続されている。ロータ１１は、軸１８を中心として回転する。ロータ１１は、図１に示されているトランスミッション５を介して駆動軸６に回転トルクを与える。
【００４２】
ロータ１１は、図２に示されているように、ロータ鉄心１３と、１４個の永久磁石１４１〜１４１４とを含む。永久磁石１４１〜１４１４は、総称して永久磁石１４と記載される。
【００４３】
ロータ鉄心１３は、珪素鋼板が積層されて形成されている。珪素鋼鈑のそれぞれは互いに絶縁されている。これにより、渦電流による損失が抑制されている。その珪素鋼鈑のそれぞれは打ち抜き加工され、永久磁石１４が埋め込まれる穴が形成されている。なお、ロータ鉄心１３は、電磁鋼板のような他の材料で構成されることも可能である。その穴には、永久磁石１４が挿入されている。即ち、永久磁石１４は、ロータ鉄心１３に埋め込まれている。
【００４４】
ステータ１２には、スロット１６１〜１６１２が放射状に、且つ、等角度間隔で、同一円周状に設けられている。更に、ステータ１２には、電機子歯１９１〜１９１２が設けられている。電機子歯１９１〜１９１２には、それぞれ、電機子巻線１７１〜１７１２が巻きつけられている。
【００４５】
電機子巻線１７１〜１７１２には、三相電源が供給される。電機子巻線１７１、１７２、１７７、１７８には、Ｕ相電源電圧が供給される。電機子巻線１７３、１７４、１７９、１７１０には、Ｖ相電源電圧が供給される。電機子巻線１７５、１７６、電機子巻線１７１１、１７１２には、Ｗ相電源電圧が供給される。
【００４６】
図２において、記号Ｕ・Ｖ・Ｗと、Ｕ’・Ｖ’・Ｗ’とは、それぞれ、電流が流れる方向が逆であることを示している。即ち、電機子巻線１７１と１７２とは、互いに逆向きの磁束を発生する。電機子巻線１７３と１７４、電機子巻線１７５と１７６、電機子巻線１７７と１７８、電機子巻線１７９と１７１０、電機子巻線１７１１と１７１２も同様に、それぞれ互いに逆向きの磁束を発生する。
【００４７】
続いて、ロータ１１の構造をより詳細に説明する。
【００４８】
図３は、ロータ１１の軸方向の構造を示す。図３では、永久磁石１４のうちの永久磁石１４２の構造が示されている。他の永久磁石４も、永久磁石１４２と同一の構造を有する。永久磁石１４のそれぞれは、図３に示されているように、ロータ１１の軸方向に接続された複数の磁石１５からなる。磁石１５は、互いに絶縁されている。これにより、渦電流による損失が抑制されている。
【００４９】
上述の永久磁石１４は、実質的に直方体である。永久磁石１４が直方体であることは、永久磁石１４を作製することが容易になる点で有利である。図９に示されているように、前述のＳＰＭモータでは、ロータ１０１の側面に、その表面が曲面である永久磁石が配置される。表面が曲面である永久磁石を作製することは、コストを高くする。一方、当該実施の形態のＩＰＭモータは、永久磁石１４が直方体であることにより、コストが抑制される。
【００５０】
永久磁石１４のうちの永久磁石１４１、１４３、１４５、１４７、１４９、１４１１、１４１３のＮ極は、ロータ１１の半径方向の外側にあり、また、それらのＳ極は、ロータ１１の半径方向の内側にある。一方、永久磁石１４のうちの永久磁石１４２、１４４、１４６、１４８、１４１０、１４１２、１４１４のＮ極は、ロータ１１の半径方向の外側にあり、また、それらのＳ極は、ロータ１１の半径方向の内側にある。即ち、永久磁石１４のうちの隣接する２つは、互いに反対向きの磁力線を発生する。
【００５１】
図４は、ロータ１１の一部分の拡大図である。永久磁石１４は、ロータ１１のロータ側面１１ａに対向する対向面１４ａと、ロータ１１の中心１１ｂに対向する対向面１４ｂを有する。永久磁石１４が有する２つの磁極は、対向面１４ａ、１４ｂの上にある。対向面１４ａ、１４ｂは、ロータ１１の中心軸に垂直な方向にある永久磁石１４の断面がなす長方形の長辺を構成する。
【００５２】
永久磁石１４は、ロータ側面１１ａの近傍に設けられている。ロータ側面１１ａと、永久磁石１４とは、端部１４ｃにおいて最も近接する。即ち、永久磁石１４の埋め込み量をｘ、ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの距離をLとしたとき、
ｘ＞Ｌ．
ここで、埋め込み量ｘは、ロータ１１の半径ｒと、永久磁石１４の有する面のうちロータ側面１１ａに対向する面である対向面１４ａからロータ１１の中心１１ｂまでの距離ｄとの差で定義され、
ｘ＝ｒ−ｄ．    …（７）
【００５３】
ロータ１１がこのような構造を有していることにより、永久磁石１４が発生する磁束が、より有効にマグネットトルクの発生に利用される。ロータ側面１１ａと永久磁石１４とが、端部１４ｃにおいて最も近接することにより、永久磁石１４が発生する磁力線のうちロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間を通るものを少なくすることができる。即ち、永久磁石１４が発生する磁力線のうち、ロータ側面１１ａを通ってステータ１２に鎖交するものを多くすることができる。これにより、より大きなマグネットトルクが発生する。このように、当該実施の形態のＩＰＭモータは、ＳＰＭモータと同様に、大きなマグネットトルクを得ることができる。
【００５４】
マグネットトルクの発生の観点からは、ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間の距離Ｌは、狭いことが望ましい。ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間の距離が狭いほど、永久磁石１４が発生する磁力線のうちロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間を通るものは少なくなるからである。ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間の距離は、永久磁石１４が発生する磁力線の概ね全てがロータ側面１１ａを通るように選ばれることが望ましい。
【００５５】
一方で、ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間の距離を狭くすると、ロータ鉄心１３が永久磁石１４を保持する機械的強度が弱くなる。あまりにも機械的強度が弱いと、ロータ１１が回転したときにロータ鉄心１３が破壊され、永久磁石１４がロータ１１から離脱する。ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間の距離は、ロータ１１が回転しても永久磁石１４が離脱しないような機械的強度を保った上で、最小に選ばれることが望ましい。発明者の実験では、必要な機械的強度を保った上で、少なくとも、対向面１４ａにある磁極が発生する磁力線の９５％がロータ側面１１ａを通るように、ロータ側面１１ａと端部１４ｃとの間の距離を選ぶことが可能であることが確認されている。
【００５６】
永久磁石１４は、ロータ側面１１ａの近傍に設けられているが、ロータ側面１１ａには面していない。永久磁石１４はロータ鉄心１３の内部に埋め込まれている。即ち、ロータ鉄心１３は、永久磁石１４とロータ側面１１ａとの間に位置する磁力線誘導部分１３ａを含む。
【００５７】
磁力線誘導部分１３ａの存在は、当該実施の形態のＩＰＭモータの入力電圧Ｖを低減することに寄与している。磁力線誘導部分１３ａの存在により、ロータ１１には弱め界磁がなされることになる。即ち、磁力線誘導部分１３ａの存在は、直軸方向のインダクタンスＬｄを大きくする。従って、−ωＬｄＩｄ＋Ｖｃが０に近づく。式（４）から理解されるように、−ωＬｄＩｄ＋Ｖｃが０に近づけば、入力電圧Ｖが低くなる。このように、磁力線誘導部分１３ａの存在は、当該ＩＰＭモータの入力電圧Ｖを低くする。
【００５８】
磁力線誘導部分１３ａの存在は、同時に、リラクタンストルクの発生に寄与する。即ち、当該ＩＰＭモータでは、ＳＰＭモータと同等のマグネットトルクが利用される上、更に、リラクタンストルクが活用されることになる。マグネットトルクが高い効率で利用される上、更に、補助的にリラクタンストルクが活用されることにより、当該実施の形態のＩＰＭモータは、高いトルクが得られる。
【００５９】
但し、前述の公知のＩＰＭモータとは異なり、当該実施の形態のＩＰＭモータが発生するトルクのうち、リラクタンストルクの占める割合は小さい。永久磁石１４がロータ側面１１ａの近傍に設けられており、磁力線誘導部分１３ａの体積が小さいからである。当該実施の形態のＩＰＭモータが発生するトルクは、主に、マグネットトルクである。発生するトルクが主としてマグネットトルクであるため、当該実施の形態のＩＰＭモータは、トルクリップルが小さい。
【００６０】
当該実施の形態のＩＰＭモータにおいて、永久磁石１４の数、即ち、極数ｎは、当該実施の形態のＩＰＭモータの特性に大きな影響を及ぼす。当該実施の形態のＩＰＭモータは、永久磁石１４の数が以下のようにして定められ、もって特性の向上が図られている。
【００６１】
まず、永久磁石１４の数は、スロット１６１〜１６１２の数よりも多く定められている。永久磁石１４の数がスロット１６１〜１６１２の数よりも多く定められていることにより磁気回路が均一化され、トルクリップルが軽減される。
【００６２】
更に、永久磁石１４の数は、１２以上３０以下の範囲の中から選ばれている。以下では、永久磁石１４の数が１２以上３０以下の範囲の中から選ばれていることの有効性について説明する。
【００６３】
まず、図５（ａ）に示されているように、永久磁石１４の厚さが仮想的に０であるとしたときを考える。ここで、永久磁石１４の厚さが仮想的に０であると仮定したのは、永久磁石１４を最も密に配置できる理想的な場合を考えるためである。永久磁石１４が有する面のうちのロータ側面１１ａに対向する面である対向面１４ａは、ロータ１１の断面においてロータ１１の内接多角形を構成する。
【００６４】
磁石有効面積率Ｍｇｃを、永久磁石１４の対向面１４ａの面積の総和の、ロータ側面１１ａの面積に対する比であると定義する。磁石有効面積率Ｍｇｃは、
Ｍｇｃ＝δ／Ｄ＊１００（％），
で表される。ここで、Ｄは、
Ｄ＝２πｒ／ｎ，
ｒ：ロータ１１の半径
であり、また、δは、永久磁石１４の対向面１４ａの、ロータ１１の円周方向の幅である。磁石有効面積率Ｍｇｃが１００（％）に近いことは、永久磁石１４が発生する磁力線が、より多く電機子巻線１７１〜１７１２に鎖交することを意味する。
【００６５】
図６の曲線２１は、磁石有効面積率Ｍｇｃの極数ｎに対する依存性を示す。図６に示されているように、磁石有効面積率Ｍｇｃは、極数ｎが大きくなるほど大きくなり、極数１２で概ね飽和する。これから、永久磁石１４の厚さを仮想的に０とする場合には、極数ｎを１２以上にすることにより、電機子巻線１７１〜１７１２に鎖交する磁束の磁束密度Ｂをほぼ最大にし得ることが理解される。
【００６６】
ただし、永久磁石１４の厚さが無限に小さいということは、実際には考えられない。永久磁石１４の厚さは薄いことが望まれるが、現実には、機械的強度、永久磁石１４の保磁力その他の要因により、永久磁石１４の厚さは制限される。また、永久磁石１４がロータ側面１１ａに接していることも考えられない。前述のとおり、永久磁石１４の端部とロータ側面１１ａとの距離Ｌは小さいことが望まれるが、機械的強度を保つためには、距離Ｌはある値よりも大きいことを必要とする。そこで以下では、永久磁石１４が、図５（ｂ）に示されているように、ある程度の厚さβを有し、且つ、永久磁石１４の端部とロータ側面１１ａとは、ある程度の距離Ｌを有する場合について考察する。
【００６７】
対向面１４ａの幅δは、永久磁石１４が厚さβを有することにより、より小さくなる。永久磁石１４が厚さβを有することは、ロータ側面１１ａを通過する磁束の磁束密度Ｂｅを減少させる。
【００６８】
また、永久磁石１４の端部からロータ側面１１ａまでの距離Ｌの存在により、隣接する２つの永久磁石１４の対向面１４ａの間に磁気回路が生じる。この磁気回路の磁気抵抗は、２つの対向面１４ａ同士の距離が小さくなるほど小さくなる。ここで、永久磁石１４の数が大きくなるほど２つの対向面１４ａ同士の距離は小さくなり、その間の磁気抵抗も小さくなる。これは、永久磁石１４の数が大きくなると、ロータ１１の内部で閉じるためにトルク発生に寄与しない磁束が増えることを意味する。
【００６９】
前述の磁石有効面積率Ｍｇｃと、２つの対向面１４ａの間の磁気抵抗の両方の効果により、ロータ側面１１ａを通過する磁束の磁束密度Ｂｅは、ある極数ｎにおいて最大となる依存性を示す。図６の中の曲線２２は、永久磁石１４の厚さβと、永久磁石１４の端部からロータ側面１１ａまでの距離Ｌとが、本出願の日において現実的に設定され得る最小値であると出願人が考える値に設定された場合における、ロータ側面１１ａを通過する磁束の磁束密度Ｂｅの極数ｎに対する依存性を示している。ここで、磁束密度Ｂｅは、磁石がロータ側面全体に面していると仮定した場合にロータ側面１１ａを通過する磁束の磁束密度が１００であるとして規格化されている。
【００７０】
図６の中の曲線２２に示されているように、極数ｎが１２以下の範囲では、ロータ側面１１ａを通過する磁束の磁束密度Ｂｅは、極数ｎが大きくなると急速に大きくなる。極数ｎが１２よりも大きくなると、磁束密度Ｂｅはほぼ飽和し、極数ｎが１６のときに最大値をとる。極数ｎが１６より大きくなると、磁束密度Ｂｅは、徐々に小さくなる。磁束密度Ｂｅが８５（ａｒｂ．ｕｎｉｔ）よりも大きい極数ｎの範囲は、１２以上３０以下である。このように、極数ｎの範囲を、１２以上３０以下にとることにより、ロータ側面１１ａを通過する磁束の磁束密度Ｂｅを大きくすることができる。磁束密度Ｂｅを大きくなると、それに対応して、当該ＩＰＭモータの出力トルクも大きくなる。
【００７１】
また、異なる観点から見れば、極数ｎの範囲を、１２以上３０以下にとることにより、一定の出力トルクを得るのに必要な入力電流を小さくすることができるということもできる。周知のように、出力トルクＴは、電機子巻線１７１〜１７１２に流れる電機子電流Ｉａと、電機子巻線１７１〜１７１２に鎖交する磁束の磁束密度Ｂとに比例し、
Ｔ∝Ｉａ・Ｂ，
即ち、
Ｉａ∝Ｔ／Ｂ．    …式（８）
式（８）から理解されるように、永久磁石１４が発生した磁力線が電機子巻線１７１〜１７１２により多く鎖交すれば、一定の出力トルクを得るのに必要な電機子電流Ｉａは小さい。電機子電流Ｉａを小さくすることができることは、図１に示されている電気自動車のアンプ３の容量を小さくすることができることを意味する。アンプ３の容量を小さくできることは、同時にアンプ３を小型化できることを意味する。これは、スペースが限られている電気自動車において極めて好ましい。
【００７２】
以上の事実から理解されるように、極数ｎを１２以上３０以下に選ぶことにより、より大きな出力トルクを得ることができ、又、一定の出力トルクを得るのに必要な電機子電流Ｉａを小さくすることができる。
【００７３】
また、極数ｎを１２以上に選ぶことは、横軸インダクタンスＬｑを低減する上でも好ましい。図７は、対向面１４ａの面積の総和が、各極数ｎに対して最大になるように永久磁石１４が配置されているという条件の下における、横軸インダクタンスＬｑの極数ｎに対する依存性を示す。極数ｎが１２以下の範囲では、横軸インダクタンスＬｑは、極数ｎが大きくなると急激に減少する。極数ｎが１２以上の範囲では、その減少の度合いは小さくなる。
【００７４】
ここで、前述の式（５）から理解されるように、横軸インダクタンスＬｑを小さくすることにより、電機子巻線１７１〜１７１２への入力電圧Ｖを小さくすることができる。即ち、極数ｎを１２以上に選ぶことにより、顕著に、電機子巻線１７１〜１７１２への入力電圧Ｖを小さくすることができる。
【００７５】
このように、有効磁束密度Ｂｅの増加と、入力電圧Ｖの低減との２つの観点から、当該ＩＰＭモータの極数ｎは、１２以上３０以下であることが望ましいことが理解される。
【００７６】
当該実施の形態のＩＰＭモータは、極数は１４であり、スロット１６１〜１６１２の数は１２であり、上述の条件を満足する。当該実施の形態のＩＰＭモータにおいて、極数とスロット数は、１４極１２スロット以外の他の組み合わせであることも可能である。但し、小型化、高出力化の観点から、当該実施の形態のように、１４極１２スロット構造が採用されることが好ましい。
【００７７】
更に、当該ＩＰＭモータは、永久磁石１４が、以下に述べられているような位置に配置され、もって特性の向上が図られている。
【００７８】
永久磁石１４の位置は、前述の埋め込み量ｘが、
ｘ≦Ｄ／１０    …（９）
Ｄ＝２πｒ／ｎ
ｒ：ロータ１１の半径、ｎ：極数（永久磁石１４の数）
を満足するように選ばれている。埋め込み量ｘが小さいことは、永久磁石１４とロータ側面１１ａとがより接近していることを意味する。なお、式（９）の条件は、対向面１４ａとロータ１１の中心１１ｂとの距離ｄについて、
ｄ≧ｒ−Ｄ／１０    …（９’）
が成り立つことと同義である。距離ｄが大きいことは、永久磁石１４がよりロータ側面１１ａに近づくことを意味する。
【００７９】
図８は、一定のトルクを発生するのに必要な電機子巻線１７１〜１７１２に流すべき電機子電流Ｉａの、埋め込み量ｘに対する依存性を示す。電機子電流Ｉａとしては、ピーク値が使用されている。図８に示されているように、ｘ≦Ｄ／１０であることにより、電機子巻線１７１〜１７１２に流すべき電機子電流Ｉａは、顕著に低減される。
【００８０】
このとき、永久磁石１４の位置は、
（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄ≦０．３    …（１０）
が成り立つように選ばれていると言い換えることができる。図９は、埋め込み量ｘと、（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄとの対応を示している。埋め込み量ｘと（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄとは、一対一に対応し、埋め込み量ｘが小さくなるほど（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄも小さくなる。ｘ＝Ｄ／１０のとき、（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄ＝０．３である。式（９）と式（１０）とは一対一に対応する。
【００８１】
逆にいえば、ロータ鉄心１３の構造と永久磁石１４の位置が、上述のものと異なる場合でも、式（１０）の条件を満足するように選ばれれば、ロータ鉄心１３の形状と永久磁石１４の位置とが上述のものである場合と同様の効果が得られる。
【００８２】
但し、
Ｌｑ−Ｌｄ≧０    …（１１）
であることが望ましい。なぜなら、式（１）から分かるように、Ｌｑ−Ｌｄ＜０であると、出力トルクが減少するからである。
【００８３】
即ち、
０≦（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄ≦０．３    …（１２）
が満足されることが望ましい。
【００８４】
実施の第１形態のＩＰＭモータは、トルクリップルが小さい。更に、当該ＩＰＭモータは、高い出力トルクが得られる。更に、当該ＩＰＭモータは、電機子電流を小さくできる。更に、当該ＩＰＭモータは、入力電圧Ｖが低い。
【００８５】
高い出力トルクが得られることは、他の観点から考えれば、所定の出力トルクを得るために必要な電機子巻線の巻数がより少ないことを意味する。当該ＩＰＭモータは、小型化が可能である。即ち、当該ＩＰＭモータは、エネルギー密度が高い。このような特長から、当該実施の形態のＩＰＭモータは、スペースが限られている電気自動車に適用されることが特に有用である。
【００８６】
なお、当該実施の形態のＩＰＭモータは、電気自動車に搭載されているが、電車に搭載されることも可能である。図１０は、当該実施の形態のＩＰＭモータが搭載された電車の構成を示す。その電車には、パンタグラフ３１が設けられている。パンタグラフ３１は、電源電圧が供給されている架線３２に接触し、アンプ３３に電源電圧を供給する。アンプ３３は、制御装置３４に接続されている。制御装置３４には、スロットルレバー３４ａが設けられている。アンプ３３は、スロットルレバー３４ａの動きに応じて、当該実施の形態のＩＰＭモータ５０に入力電圧を供給する。ＩＰＭモータ５０は、トランスミッション３５と駆動軸３６を介して駆動輪３７を駆動する。当該実施の形態のＩＰＭモータ５０が搭載されたその電車は、上述のＩＰＭモータ５０の特長から、アンプ３３の容量を小さくすることができる。
【００８７】
また、当該実施の形態のＩＰＭモータは、他の用途、例えば、産業用ロボットや、工作機械のようなＦＡ製品のサーボモータに使用されることも当然に可能である。
【００８８】
実施の第２形態：
続いて、実施の第２形態のＩＰＭモータを説明する。実施の第２形態のＩＰＭモータは、実施の第１形態と類似した構造を有する。実施の第２形態のＩＰＭモータは、ロータの構造が実施の第１形態と異なる。特に、ロータ鉄心の構造が、実施の第１形態と異なる。実施の第２形態の他の部分は、実施の第１形態と同様である。
【００８９】
図１１は、実施の第２形態のＩＰＭモータの構造を示す。実施の第２形態のＩＰＭモータは、ロータ１１’と、ステータ１２とからなる。ステータ１２の構造は、実施の第１形態と同じであり、その説明は行わない。
【００９０】
図１２は、ロータ１１’の一部の拡大図である。ロータ１１’は、ロータ鉄心１３’と永久磁石１４とを含む。永久磁石１４は、ロータ１１のロータ側面１１ａに対向する対向面１４ａと、ロータ１１の中心１１ｂに対向する対向面１４ｂを有する。永久磁石１４が有する２つの磁極は、対向面１４ａ、１４ｂの上にある。永久磁石１４は、ロータ１１’の半径方向に磁力線を発生する。
【００９１】
永久磁石１４のうちの永久磁石１４１、１４３、１４５、１４７、１４９、１４１１、１４１３のＮ極は、ロータ１１の半径方向の外側にあり、また、それらのＳ極は、ロータ１１の半径方向の内側にある。一方、永久磁石１４のうちの永久磁石１４２、１４４、１４６、１４８、１４１０、１４１２、１４１４のＮ極は、ロータ１１の半径方向の外側にあり、また、それらのＳ極は、ロータ１１の半径方向の内側にある。即ち、永久磁石１４のうちの隣接する２つは、互いに反対向きの磁力線を発生する。
【００９２】
永久磁石１４は、ロータ側面１１ａ’の近傍に設けられている。永久磁石１４は、ロータ側面１１ａ’の近傍に設けられているが、ロータ側面１１ａには面していない。永久磁石１４はロータ鉄心１３’の内部に埋め込まれている。永久磁石１４は、実質的に、直方体である。ロータ側面１１ａと、永久磁石１４とは、端部１４ｃにおいて最も近接する。
【００９３】
ロータ１１’が以上に説明された構造を有することにより、永久磁石１４が発生する磁力線のうち、ロータ側面１１ａを通ってステータ１２に鎖交するものを多くすることができる。
【００９４】
ここで、ロータ鉄心１３’には、スリット１３ａ’が設けられている。スリット１３ａ’は、永久磁石１４の端部１４ｃから、ロータ側面１１’に向かって伸びる。但し、スリット１３ａ’は、ロータ側面１１’には到達していない。
【００９５】
スリット１３ａ’が設けられていることにより、永久磁石１４が発生する磁力線のうち、ロータ１１’の内部で閉じるものを更に少なくすることができる。これにより、実施の第２形態のＩＰＭモータは、実施の第１形態と同様、大きなマグネットトルクを得ることができる。
【００９６】
また、ロータ鉄心１３’は、永久磁石１４とロータ側面１１ａとの間に位置する直軸磁力線誘導部分１３ｂ’を含む。直軸磁力線誘導部分１３ｂ’は、ロータ側面１１ａ’から、ロータ１１’の直軸（ｄ軸）方向に伸展し、永久磁石１４の表面に到達する。永久磁石１４が直軸方向に発生する磁力線は、直軸磁力線誘導部分１３ｂ’を通って、ロータ側面１１ａ’に到達し、更に、ステータ１２に鎖交する。直軸磁力線誘導部分１３ｂ’は、ロータ１１’の直軸インダクタンスＬｄを決定する。直軸インダクタンスＬｄは、特に、直軸磁力線誘導部分１３ｂ’の円周方向の幅によって定まる。
【００９７】
直軸磁力線誘導部分１３ｂ’の円周方向の幅は、−ωＬｄ＋Ｖｃが実質的に０であるように選ばれる。ここで、ωは、ロータ１１’の回転の角振動数、Ｖｃは、ロータが回転することにより電機子巻線１７１〜１７１２に誘起される誘起電圧である。前述の式（５）から理解されるように、−ωＬｄ＋Ｖｃが実質的に０であるように選ばれることにより、当該ＩＰＭモータの入力電圧Ｖを小さくすることができる。
【００９８】
更にロータ鉄心１３’には、空隙１３ｃ’が設けられている。空隙１３ｂ’は、永久磁石１４とロータ側面１１ａとの間に位置する。空隙１３ｃ’は、横軸（ｑ軸）方向に伸展する。これにより、ロータ１１’の横軸インダクタンスＬｑが減少する。式（５）から理解されるように、横軸インダクタンスＬｑが減少すると、当該ＩＰＭモータの入力電圧Ｖが小さくなる。
【００９９】
このように実施の第２形態のＩＰＭモータは、当該ＩＰＭモータの入力電圧Ｖを、更に小さくすることができる。
【０１００】
実施の第２形態の場合でも、実施の第１形態と同様に、永久磁石１４の位置と、ロータ鉄心１３’の形状は、
０≦（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄ≦０．３    …（１３）
が成り立つように選ばれることが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】図１は、本発明による実施の第１形態のＩＰＭモータが搭載された電気自動車の構成を示す。
【図２】図２は、実施の第１形態のＩＰＭモータの構成を示す。
【図３】図３は、ロータ１１の構成を示す。
【図４】図４は、ロータ１１の一部分の拡大図である。
【図５】図５は、有効磁石面積率Ｍｇｃを説明するための図である。
【図６】図６は、有効磁石面積率Ｍｇｃと磁束密度Ｂｅとの極数ｎに対する依存性を示す。
【図７】図７は、ｑ軸インダクタンスの極数ｎに対する依存性を示す。
【図８】図８は、電機子電流Ｉａの埋め込み量ｘに対する依存性を示す。
【図９】図９は、埋め込み量ｘと、（Ｌｑ−Ｌｄ）／Ｌｄとの関係を示す。
【図１０】図１０は、実施の第１形態のＩＰＭモータが搭載された電車の構成を示す。
【図１１】図１１は、実施の第２形態のＩＰＭモータの構成を示す。
【図１２】図１２は、ロータ１１’の構成を示す拡大図である。
【図１３】図１３は、従来のＳＰＭモータの構成を示す。
【図１４】図１４は、従来のＩＰＭモータの構成を示す。
【符号の説明】
【０１０２】
１１、１１’：ロータ
１１ａ、１１ａ’：ロータ側面
１２：ステータ
１３、１３’：ロータ鉄心
１３ａ：磁力線誘導部分
１３ｂ’：直軸磁力線誘導部分
１３ｃ’：空隙
１４：永久磁石
１４ａ：対向面
１４ｃ：端
【図１】
2007209197.tif 000003
【図２】
2007209197.tif 000004
【図３】
2007209197.tif 000005
【図４】
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【図５】
2007209197.tif 000007
【図６】
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【図７】
2007209197.tif 000009
【図８】
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【図９】
2007209197.tif 000011
【図１０】
2007209197.tif 000012
【図１１】
2007209197.tif 000013
【図１２】
2007209197.tif 000014
【図１３】
2007209197.tif 000015
【図１４】
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