(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各磁極が永久磁石により構成されたロータコアを回転磁界を発生するステータコア内に配置した永久磁石電動機において、
上記ロータコアは、その回転中心軸に対して同軸的に一体に接合された第１コアメンバーおよび第２コアメンバーを含み、上記第１コアメンバー内には、上記各磁極ごとに所定の断面形状を有する永久磁石が埋設されており、上記第２コアメンバーの上記各永久磁石と対向する位置には、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状のスリットがその凸面側が上記ロータコアの中心に向くように形成され、かつ、上記永久磁石の断面積が上記スリットの断面積よりも大きく、上記スリットは、上記永久磁石の断面形状の投影面積内に配置されていることを特徴とする永久磁石電動機。
【請求項２】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面扇状として、その長円弧側が同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置され、上記第２コアメンバー側のスリットは、上記永久磁石の断面扇状の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項３】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面扇状として、その長円弧側が同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置され、上記第２コアメンバー側には、上記永久磁石の断面扇状の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複数のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項４】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面台形状として、その長辺側が同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置され、上記第２コアメンバー側のスリットは、上記永久磁石の断面台形状の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項５】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面台形状として、その長辺側が同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置され、上記第２コアメンバー側には、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複数のスリットが設けられているとともに、少なくとも一つのスリットは、その全体が上記永久磁石の断面台形状の投影面積内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項６】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は上記磁極の境界線に沿って平行に配置された断面矩形状の２つの磁石片からなり、上記第２コアメンバー側には、上記２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つのスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項７】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は上記磁極の境界線に沿って平行に配置された断面矩形状の２つの磁石片からなり、上記第２コアメンバー側には、上記２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つの第１スリットと、上記各投影面積部分に跨るように上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成された第２スリットとが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項８】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面矩形状の２つの磁石片からなり、この２つの磁石片の各一端側が同第１コアメンバーの中心方向に向けて互いに近づくような角度をもって配置されているとともに、上記第２コアメンバー側には、上記２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つのスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項９】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面矩形状の２つの磁石片からなり、この２つの磁石片の各一端側が同第１コアメンバーの中心方向に向けて互いに近づくような角度をもって配置されているとともに、上記第２コアメンバー側には、上記２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つの第１スリットと、上記各投影面積以外の部分において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成された第２スリットとが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項１０】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面矩形の帯板状であって、その板厚方向に着磁されているとともに、その板厚間の中心線が上記各磁極の境界線上に位置するように配置され、その一方の極が隣り合う磁極のいずれか一方の磁極として用いられ、他方の極が隣り合う磁極のいずれか他方の磁極として用いられており、上記第２コアメンバー側には、上記永久磁石の各一方の極の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つのスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項１１】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面矩形の帯板状であって、その板厚方向に着磁されているとともに、その板厚間の中心線が上記各磁極の境界線上に位置するように配置され、その一方の極が隣り合う磁極のいずれか一方の磁極として用いられ、他方の極が隣り合う磁極のいずれか他方の磁極として用いられており、上記第２コアメンバー側には、上記永久磁石の各一方の極の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つの第１スリットと、上記各投影面積以外の部分において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成された第２スリットとが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項１２】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面円弧状として、その凸面側が同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置され、上記第２コアメンバー側のスリットは、上記永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項１３】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面円弧状として、その凸面側が同第１コアメンバーの中心方向に向けて配置され、上記第２コアメンバー側のスリットは、上記永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項１４】
上記第１コアメンバー側の永久磁石は断面円弧状として、その凸面側が同第１コアメンバーの中心方向に向けて配置され、上記第２コアメンバー側には、上記永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、上記ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複数のスリットが設けられていることを特徴とする請求項１に記載の永久磁石電動機。
【請求項１５】
上記永久磁石がフェライト磁石であることを特徴とする請求項１ないし１４のいずれか１項に記載の永久磁石電動機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータコアに永久磁石を有するブラシレスＤＣモータなどの電動機に関し、さらに詳しく言えば、リラクタンストルクを有効に利用して高効率化を図った永久磁石電動機に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレスＤＣモータなどの電動機においては、そのインナーロータのコアに永久磁石が埋設されており、図２３および図２４にはその一例が示されている。なお、これらの図は、電動機の内部をその回転軸線と直交する面から見た平面図である。
【０００３】
まず、図２３の例において、ロータコア２は界磁が回転する例えば２４スロットのステータコア１内に配置されている。この例における電動機の極数は４極であり、したがって、ロータコア２には、その極数分に応じて４つの永久磁石３が設けられている。
【０００４】
各永久磁石３は断面が矩形の帯板状に形成されており、ロータコア２の外周縁側において、同ロータコア２の直径線と直交する方向に沿ってＮ極とＳ極の各一対が対向的に配置されている。なお、各永久磁石３は図２３の紙面に対して直交する方向に沿ってロータコア２内に埋設されている。
【０００５】
各永久磁石３の間には、隣接する永久磁石間における磁束の短絡や漏洩を防止するためのフラックスバリアとしての孔４が形成されている。この例では、孔４は三角形状の孔として示されており、各永久磁石３の両端に配置されている。また、ロータコア２の中心には、図示しない回転軸が挿通される中心孔５が設けられている。
【０００６】
ここで、永久磁石３による空隙部（ステータコア１の歯と永久磁石３との間）の磁束分布が正弦波状になっているものとすると、この電動機のトルクＴは、
Ｔ＝Ｐｎ｛Φａ・Ｉａ・ｃｏｓβ−０．５（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉａ２・ｓｉｎ２β｝で表される。
なお、Φａはｄ，ｑ座標軸上の永久磁石３による電機子鎖交磁束、Ｌｄ，Ｌｑはｄ，ｑ軸インダクタンス、Ｉａはｄ，ｑ座標軸上の電機子電流の振幅、βはｄ，ｑ座標軸上の電機子電流のｑ軸からの進み角、Ｐｎは極対数である。
【０００７】
上記の式において、第１項は永久磁石３によるマグネットトルクであり、第２項はｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスとの差によって生じるリラクタンストルクである。詳しくは、Ｔ．ＩＥＥ  Ｊａｐａｎ，Ｖｏｌ．１１７―Ｄ，Ｎｏ８，１９９７の論文を参照されたい。
【０００８】
もう一つの従来例である図２４のロータコア２においては、断面円弧状の永久磁石６が用いられているが、そのトルクＴは同じく上記の演算式により求めることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの従来例においては、ｄ軸の磁路に透磁率の小さい永久磁石３，６がほぼ直角に配置されているため、ｄ軸インダクタンスＬｄはもともと小さい。これに対して、ｑ軸の磁路には比較的大きい永久磁石３，６がその磁路に沿って埋込まれているため、ｑ軸インダクタンスＬｑはｄ軸インダクタンスＬｄはよりも大きいが、ｑ軸インダクタンスＬｑはｄ軸インダクタンスＬｄとあまり大差がない。したがって、上記のトルク算出式におけるパラメータとしてのインダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値が小さく、リラクタンストルクが小さいという課題があった。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、その目的は、ｄ軸インダクタンスＬｄを小さく抑える一方で、ｑ軸インダクタンスＬｑを大きくして、リラクタンストルクを大きくすることができるようにした永久磁石電動機を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、この目的は、各磁極が永久磁石により構成されたロータコアを回転磁界を発生するステータコア内に配置した永久磁石電動機において、上記ロータコアとして、各磁極に永久磁石が埋設されたマグネットトルク発生用の第１コアメンバーと、永久磁石を持たないリラクタンストルク発生用の第２コアメンバーとを同軸的に一体に接合してなるロータコアを用いることにより達成される。
【００１２】
このように、ロータコアをマグネットトルク発生部とリラクタンストルク発生部とに分割することにより、その分割比に応じて上記のトルク算出式におけるインダクタンス差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値を任意に大きく設定することができる。
【００１３】
本発明において、第１コアメンバー内には、各磁極ごとに所定の断面形状を有する永久磁石が埋設されるが、第２コアメンバーの各永久磁石と対向する位置には、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってスリットが形成され、このスリットにより、ｑ軸インダクタンスＬｑが大きくされる。
【００１４】
この場合、第２コアメンバー側のスリットは、第１コアメンバー側から見て、同第１コアメンバー内に埋設されている永久磁石の断面形状の投影面積内に配置されていることが好ましい。これによれば、第１コアメンバーと第２コアメンバーとの接触面において、スリットが磁束の短絡および漏洩を防止するフラックスバリアとして作用する。
【００１５】
本発明には、次のようないくつかの態様が含まれ、これによっても上記と同様な作用効果が奏される。
【００１６】
第１の態様として、第１コアメンバー側においては、永久磁石を断面扇状として、その長円弧側を同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置する。第２コアメンバー側においては、その永久磁石の断面扇状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってスリットを円弧状に形成する。このように、永久磁石として断面扇状の大きな永久磁石を用いることにより、その分、マグネットトルクを大きくすることができる。
【００１７】
第２の態様として、第１コアメンバー側は、第１の態様と同じく、永久磁石を断面扇状として、その長円弧側を同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置するが、第２コアメンバー側においては、その永久磁石の断面扇状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複数、例えば２つのスリットを設ける。
【００１８】
第３の態様として、第１コアメンバー側においては、永久磁石を断面台形状として、その長辺側を同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置する。第２コアメンバー側においては、その永久磁石の断面台形状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状にスリットを形成する。この態様においても、第１の態様と同じく永久磁石が大きいことから、マグネットトルクを大きくすることができる。
【００１９】
第４の態様として、第１コアメンバー側は、第３の態様と同じく、永久磁石を断面台形状として、その長辺側を同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置するが、第２コアメンバー側においては、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複数のスリットを設けるとともに、少なくとも一つのスリットについては、その全体が永久磁石の断面台形状の投影面積内に含まれるように配置する。
【００２０】
第５の態様として、第１コアメンバー側においては、永久磁石を断面矩形状の２つの磁石片に分割し、その各々を磁極の境界線に沿って平行に配置する。第２コアメンバー側においては、その２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つのスリットを設ける。
【００２１】
第６の態様として、第１コアメンバー側は、第５の態様と同じく、永久磁石を２つの磁石片に分割し、その各々を磁極の境界線に沿って平行に配置するが、第２コアメンバー側においては、その２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つの第１スリットと、各投影面積部分に跨るようにステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成された第２スリットとを設ける。
【００２２】
第７の態様として、第１コアメンバー側においては、永久磁石を断面矩形状の２つの磁石片に分割し、この２つの磁石片をその各一端側が同第１コアメンバーの中心方向に向けて互いに近づくような角度をもって配置する。第２コアメンバー側においては、その２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つのスリットを設ける。
【００２３】
第８の態様として、第１コアメンバー側は、第７の態様と同じく、永久磁石を断面矩形状の２つの磁石片に分割し、この２つの磁石片をその各一端側が同第１コアメンバーの中心方向に向けて互いに近づくような角度をもって配置するが、第２コアメンバー側においては、その２つの磁石片の断面矩形状の各投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つの第１スリットと、各投影面積以外の部分において、ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成された第２スリットとを設ける。
【００２４】
第９の態様として、第１コアメンバー側においては、断面矩形の帯板状であって、その板厚方向に着磁されている永久磁石を、その板厚間の中心線が各磁極の境界線上に位置するように配置し、その一方の極を隣り合う磁極のいずれか一方の磁極とし、他方の極を隣り合う磁極のいずれか他方の磁極とする。第２コアメンバー側においては、その永久磁石の各一方の極の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つのスリットを設ける。
【００２５】
第１０の態様として、第１コアメンバー側は第９の態様と同じであり、また、第２コアメンバー側にも、第９の態様と同じく、永久磁石の各一方の極の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された２つの第１スリットを設けるが、この態様の場合、さらに各投影面積以外の部分において、ステータコアからの磁束の磁路に沿って円弧状に形成された第２スリットを設ける。
【００２６】
第１１の態様として、第１コアメンバー側においては、永久磁石を断面円弧状として、その凸面側を同第１コアメンバーの外周縁に沿って配置する。第２コアメンバー側においては、その永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってスリットを円弧状に形成する。
【００２７】
第１２の態様として、第１コアメンバー側においては、永久磁石を断面円弧状として、その凸面側を同第１コアメンバーの中心方向に向けて配置する。第２コアメンバー側においては、その永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってスリットを円弧状に形成する。
【００２８】
第１３の態様として、第１コアメンバー側は、第１２の態様と同じく、永久磁石を断面円弧状として、その凸面側を同第１コアメンバーの中心方向に向けて配置するが、上記第２コアメンバー側においては、その永久磁石の断面円弧状の投影面積内において、ステータコアからの磁束の磁路に沿ってそれぞれが円弧状に形成された複数、例えば２つのスリットを設ける。
【００２９】
上記いずれの態様においても、第１コアメンバーの永久磁石は、安価でしかも入手の容易なフェライト磁石であることが好ましい。
【００３０】
本発明において、第１コアメンバーおよび第２コアメンバーはともに、プレスにて打ち抜かれた電磁鋼鈑の積層体からなり、第１コアメンバー用の各電磁鋼鈑には永久磁石埋設孔が打ち抜かれているとともに、第２コアメンバー用の各電磁鋼鈑にはその永久磁石埋設孔の投影面積内で各スリットが打ち抜かれていることが好ましい。
【００３１】
すなわち、第２コアメンバー側のスリットは、第１コアメンバー側の永久磁石埋設孔の投影面積内に配置され、第２コアメンバー側のスリットは、第１コアメンバー側の永久磁石埋設孔よりも寸法的に小さいことが好ましい。
【００３２】
これによれば、ロータコアの製造に際して、まず、ロータコアを構成するすべてのコア材（電磁鋼板）を対象として、第２コアメンバー用のスリットを打ち抜き、しかる後、第１コアメンバー用の永久磁石埋設孔については、その第１コアメンバーに必要とされる枚数分のコア材に対して、先に形成した第２コアメンバーのスリットを被せるように打ち抜けばよい。したがって、さほどコスト負担を招くことなく、能率的に電磁鋼鈑からなるコア積層体が得られることになる。
【００３３】
なお、その後にこのコア積層体に永久磁石材料が埋設され着磁が施されるが、場合によっては、その永久磁石材料をあらかじめ着磁してから、コア積層体に埋設してもよい。
【００３４】
本発明は、空気調和機のコンプレッサ駆動用として用いられるブラシレスＤＣモータに好適であり、これによれば空気調和機の性能アップが図れる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
まず、図１ないし図４を参照して、本発明による永久磁石電動機の第１実施例ついて説明する。この永久磁石電動機は、回転磁界を発生するステータコア１６と、このステータコア１６内に回転可能に設けられたロータコア１０とを備えている。
【００３６】
この実施例において、ステータコア１６は２４のスロットを有し、三相（Ｕ相，Ｖ相およびＷ相）の電機子巻線が施されている。この場合、外径側の巻線がＵ相、内径側の巻線がＷ相、その中間に位置する巻線がＶ相とされているが、スロット数および電機子巻線の形態は任意であってよい。
【００３７】
図２の断面図に示されているように、ロータコア１０は、第１コアメンバー１２と第２コアメンバー１４とを同軸的に一体に接合することにより構成されている。なお、ロータコア１０の回転中心には、図示しない回転軸を挿通するための中心孔１５が穿設されている。
【００３８】
第１コアメンバー１２はマグネットトルク発生用であり、図３に示されているように、第１コアメンバー１２内には永久磁石１１が埋設されている。この実施例において、永久磁石１１には断面扇状のフェライト磁石が用いられている。
【００３９】
この実施例の永久磁石電動機の磁極数は４極であるため、第１コアメンバー１２内には、４つの永久磁石１１がその長円弧側をコア外周縁側に向けるようにして、円周方向に等間隔に配置されている。
【００４０】
第２コアメンバー１４はリラクタンストルク発生用であり、永久磁石は設けられていない。すなわち、図４に示されているように、第２コアメンバー１４には、この永久磁石電動機の磁極数（４極）に応じて４つのスリット１３のみが、円周方向に等間隔に形成されている。
【００４１】
各スリット１３は、ステータコア１６からの磁束の磁路に沿って円弧状に形成されている。すなわち、各スリット１３は、その凸面側がコアの中心孔１５側に向けて配置されており、中心孔１５側から見ると、各スリット１３は逆円弧状となっている。
【００４２】
各スリット１３は、第１コアメンバー１２側の各永久磁石１１と位置的に１：１の対応関係にあり、第１コアメンバー１２と第２コアメンバー１４とを同軸的に重ねた場合、スリット１３は永久磁石１１の投影面積からはみ出ないような大きさとされている。
【００４３】
図１はロータコア１０を第２コアメンバー１４側から見た平面図であるため、永久磁石１１は破線で示されており、その破線内にスリット１３が実線で示されていることからしても、スリット１３が永久磁石１１の投影面積内に配置されていることが容易に理解されよう。
【００４４】
なお、このようにロータコア１０をマグネットトルク発生用の第１コアメンバー１２と、リラクタンストルク発生用の第２コアメンバー１４とから構成するにしても、第１コアメンバー１２はロータコア１０の全軸長に対して１／２以上を占めることが好ましく、この実施例においてもそのようにされている。
【００４５】
このロータコア１０によれば、第１コアメンバー１２においては、各永久磁石１１を断面扇状として、第１コアメンバー１２の大部分をこの永久磁石１１によって占めるようにしているため、マグネットトルクを最大限にまで大きくすることができる。
【００４６】
これに対して、第２コアメンバー１４においては、永久磁石を有しないため、マグネットトルクの発生はないが、スリット１３によりステータコア１６からの磁束の磁路磁気抵抗が小さい。このことはｑ軸インダクタンスＬｑが大きくなることを意味する。
【００４７】
したがって、ｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差（Ｌｄ−Ｌｑ）が大きく、リラクタンストルクを大きくすることができる。また、第２コアメンバー１４のスリット１３が、第１コアメンバー１２の永久磁石１１の断面形状内に含まれることから、第１コアメンバー１２と第２コアメンバー１４の接触面で、スリット１３がフラックスバリアの機能を発揮し、これにより永久磁石１１の磁束の短絡、漏洩を防止することができる。
【００４８】
このように、主としてマグネットトルクを第１コアメンバー１２側で発生させ、リラクタンストルクを第２コアメンバー１４側で発生させるようにしたことにより、第１コアメンバー１２側ではリラクタンストルクを考慮せず、もっぱらマグネットトルクが極力大きくなるように、永久磁石１１の大きさを決めることができる。
【００４９】
また、第２コアメンバー１４側においては、第１コアメンバー１２と切り離して独自に、リラクタンストルクが最大になるように、かつ、フラックスバリアの機能が最大限発揮されるように、スリット１３の長さおよびその幅を決めることができるため、効率の高いモータを得ることができる。
【００５０】
さらにまた、ロータコア１０に対する第１コアメンバー１２と第２コアメンバー１４の構成比率を適宜選択することにより、所望とするマグネットトルクおよびリラクタンストルクを得ることができる。
【００５１】
このロータコア１０の製造工程においては、自動プレス機械でコアプレス金型により電磁鋼板からコア材を打ち抜き、そのコア材を金型内で所定枚数積層した後、リベットを挿通してかしめる自動コア積層方式が採用されている。
【００５２】
このプレス加工工程で、第１コアメンバー１２用のコア材と第２コアメンバー１４用のコア材とを、あらかじめ別々に所定枚数分打ち抜いてもよいが、本発明では、まず、ロータコア１０を構成するのに必要なすべてのコア材を第２コアメンバー１４用として打ち抜く。すなわち、すべてのコア材にスリット１３を形成する。しかる後、そのコア材の中から第１コアメンバー１２に必要とされる枚数分のコア材を取り出し、これについて永久磁石１１を埋設するための孔を打ち抜くようにしている。
【００５３】
この場合、永久磁石１１の埋設孔は、先に形成した第２コアメンバー１４用のスリット１３を被せるように打ち抜かれ、したがって、第１コアメンバー１２用のコア材には永久磁石１１の埋設孔のみが形成されることになる。
【００５４】
上記のようにして、第１コアメンバー１２と第２コアメンバー１４とを一体に組み立てた後、第１コアメンバー１２に永久磁石１１としてのフェライト磁石材料を埋設して着磁することによりロータコア１０が得られる。
なお、永久磁石材料を着磁して永久磁石１１とした後、コア内に埋設するようにしてもよい。
【００５５】
このように、本発明によれば、新たに設備を導入する必要がなく、既存の装置を利用してロータコア１０を製造することができるため、コスト負担が増えることもない。
また、このロータコア１０を空気調和機の圧縮機用モータとしてのブラシレスＤＣモータに適用することにより、コストアップを伴なうことなく、空気調和機の性能アップ（運転効率の上昇、振動や騒音の低下）を図ることができる。
【００５６】
次に、図５ないし図７により、本発明の第２実施例について説明する。この第２実施例においても、ロータコア１０は図６のマグネットトルク発生用の第１コアメンバー１２と、図７のリラクタンストルク発生用の第１コアメンバー１４とを同軸的に一体に接合することにより構成されている（図２参照）。
【００５７】
第１コアメンバー１２内には各磁極ごとに永久磁石１７が埋設されているが、この第２実施例では、各永久磁石１７は断面台形（好ましくは、断面等脚台形）の例えばフェライト磁石からなり、その長辺（底辺）側がコア外周縁側に沿うように配置されている。
【００５８】
この断面台形状の永久磁石１７と上記第１実施例における断面扇状の永久磁石１１とを比較すると、断面扇状の場合には曲線加工を必要とするため、その加工コストが高くなるが、この第２実施例のように断面台形とすることにより、すべての辺が直線加工でよいため、加工コストが低コストで済む。なお、この第２実施例では、断面台形の鋭角箇所を欠け防止のために直線的にカットするようにしている。
【００５９】
第２コアメンバー１４には、上記第１実施例と同じく、ステータコア１６からの磁束の磁路に沿うように、スリット１８が円弧状に形成されている。図５に示されているように、この第２実施例においても、各スリット１８は第１コアメンバー１２側の永久磁石１７の投影面積内で形成されている。
なお、ステータコア１６については、上記第１実施例と同じであるため、特に説明はしない。
【００６０】
この第２実施例によれば、上記第１実施例で説明した効果に加えて、加工コストが安く、ひいては永久磁石電動機のコスト低下が図られる。
【００６１】
図８ないし図１０には、本発明の第３実施例が示されている。この第３実施例においても、ロータコア１０は図９のマグネットトルク発生用の第１コアメンバー１２と、図１０のリラクタンストルク発生用の第１コアメンバー１４とを同軸的に一体に接合することにより構成されている（図２参照）。
【００６２】
第１コアメンバー１２内には永久磁石が埋設されるが、この場合、一つの磁極あたり２つの永久磁石片１９ａ，１９ｂが用いられている。各永久磁石片１９ａ，１９ｂはともに、断面矩形の例えばフェライト磁石の帯板からなり、その各々が各磁極の境界線Ｂに沿って配置されている。
【００６３】
すなわち、この実施例では４極であるため、各磁極間には直交する２本の境界線Ｂが仮想的に存在し、Ｓ極について言えば、各永久磁石片１９ａ，１９ｂはそのＳ極面側同士を隣接させて、境界線Ｂ，Ｂに沿って互いに直交するように配置され、Ｎ極側では各永久磁石片１９ａ，１９ｂはそのＮ極面側同士を隣接させて、境界線Ｂ，Ｂに沿って互いに直交するように配置されている。
各永久磁石片１９ａ，１９ｂは、その断面が矩形状で直線的加工でよいことから、加工コストが安く済む。
【００６４】
第２コアメンバー１４について、上記第１および第２実施例では、ステータコア１６からの磁束の磁路に沿うようにスリット１３，１８を一連に形成しているが、この第３実施例では図１０に示されているように、そのスリットが第１コアメンバー１２側の永久磁石片１９ａ，１９ｂに対応して２つのスリット２０ａ，２０ｂに分割されている。
【００６５】
すなわち、図８に示されているように、一方のスリット２０ａは永久磁石片１９ａの投影面積内に配置され、他方のスリット２０ｂは永久磁石片１９ｂの投影面積内に配置されている。このように、スリットが２つのスリット２０ａ，２０ｂに分割されているが、その各々はステータコア１６からの磁束の磁路に沿うような円弧状に形成されている。
【００６６】
この第３実施例によれば、上記各実施例の効果に加えて、第１コアメンバー１２において、リラクタンストルクをより大きくすることが可能となる。すなわち、ステータコア１６から磁束の磁路（図９の実線矢印参照）を妨げないように、各磁極ごとに２つの永久磁石片１９ａ，１９ｂを磁極の境界線Ｂに沿って配置しているからである。
【００６７】
次に、図１１の第４実施例について説明する。この第４実施例は、上記第３実施例における第１コアメンバー１２側の永久磁石を変形したもので、第２コアメンバー１４側の構成は上記第３実施例と同じである。図１１は、ロータコア１０を第１コアメンバー１２側から見た平面図である。したがって、他の実施例のロータコア１０の平面図と異なり、永久磁石は実線で示され、スリット２０ａ，２０ｂについては鎖線で示されている。
【００６８】
この第４実施例においては、第１コアメンバー１２に埋設される永久磁石として、上記第３実施例の各磁極の境界線Ｂを挟んで隣り合う２つの永久磁石１９ｂ，１９ａ（図９参照）を一体化した形状の永久磁石２１が用いられている。
【００６９】
すなわち、この永久磁石２１はやや板厚の厚い断面矩形状の例えばフェライト磁石からなり、その板厚方向に着磁されている。この実施例では、４つの永久磁石２１が、その板厚間の中心線を各磁極間の境界線Ｂ上に位置するように配置されている。これにより、一つの永久磁石２１が隣り合うＳとＮの各磁極に共有とされ、その一方のＳ極側がロータコア１０のＳ磁極の磁極として用いられ、他方のＮ極側がロータコア１０のＮ磁極の磁極として用いられる。
【００７０】
なお、第２コアメンバー１４については、各永久磁石２１のＳ極側の半分とＮ極側の半分とにそれぞれ対応するように、２つのスリット２０ａ，２０ｂがステータコア１６からの磁束の磁路に沿うように形成されている（図１０参照）。
【００７１】
この第４実施例によれば、上記第３実施例に比べて使用する永久磁石の数が減る分、製造コストが軽減できる。
【００７２】
次に、図１２ないし図１４により本発明の第５実施例について説明する。この第５実施例においても、ロータコア１０は図１３のマグネットトルク発生用の第１コアメンバー１２と、図１４のリラクタンストルク発生用の第２コアメンバー１４とを同軸的に一体に接合することにより構成されている。なお、ステータコア１６については、上記の各実施例と同じであるため特に説明はしない。
【００７３】
第１コアメンバー１２には永久磁石が埋設されるが、この場合、その永久磁石２２として断面円弧状のフェライト磁石が用いられている。永久磁石２２は、各磁極ごとにその凸面側をコア外周縁側に向けて配置されている。すなわち、４つの永久磁石２２が第１コアメンバー１２の円周方向に沿って均等に配置されている。
【００７４】
これに対して、図１４に示されているように、第２コアメンバー１４側には、各永久磁石２２に対応して、４つのスリット２３がそれぞれステータコア１６からの磁束の磁路に沿うように円弧状に形成されている。
【００７５】
この場合、スリット２３はその凸面側がコアの中心方向に向けて配置され、第１コアメンバー１２側の永久磁石２２に対して逆円弧の関係になるが、図１２に示されているように、スリット２３は永久磁石２２の投影面積内からはみ出ないようにされている。
【００７６】
この第５実施例のような構成としても、上記各実施例と同様な効果、すなわちｄ軸とｑ軸のインダクタンスの差（Ｌｄ−Ｌｑ）が大きく、リラクタンストルクを大きな永久磁石電動機とすることができる。
【００７７】
以上、本発明の代表的な各実施例について説明したが、本発明には次のような各種の変形例が含まれる。なお、これらの変形例においても、ステータコア１６側は変更を要しないため、変形例の各図面にはロータコア１０の概略的な平面図のみを示すことにする。
【００７８】
また、この変形例に係るロータコア１０の各平面図は、第２コアメンバー１４側から見た場合のものであり、したがって、第２コアメンバー１４に形成されるスリットを実線とし、第２コアメンバー１４に対して紙面後方となる第１コアメンバー１２内の永久磁石については鎖線で示している。
【００７９】
まず、図１５の第１変形例は上記第１実施例をベースとしたもので、第１コアメンバー１２には上記第１実施例と同じく、断面扇状の永久磁石１１がその長円弧側をコア外周縁側に向けて各磁極ごとに埋設されている。
【００８０】
これに対して、第２コアメンバー１４には、各永久磁石１１に対応して、それぞれ２つのスリット１３ａ，１３ｂが形成されている。各スリット１３ａ，１３ｂはともに、ステータコア１６からの磁束の磁路に沿うように円弧状とされている。各スリット１３ａ，１３ｂは、互いに平行としてその凸面側がコアの中心方向に向けて配置されているが、その形成範囲は上記第１実施例と同様に、永久磁石１１の投影面積内とされている。
【００８１】
図１６の第２変形例は上記第２実施例をベースとしたもので、第１コアメンバー１２には上記第２実施例と同じく、断面台形状の永久磁石１７がその長辺（底辺）側をコア外周縁側に向けて各磁極ごとに埋設されている。
【００８２】
これに対して、第２コアメンバー１４には、各永久磁石１７に対応して、それぞれ２つのスリット１８ａ，１８ｂが形成されている。各スリット１８ａ，１８ｂはともに、ステータコア１６からの磁束の磁路に沿うように円弧状とされている。各スリット１８ａ，１８ｂは、互いに平行としてその凸面側がコアの中心方向に向けて配置されている。この場合、一方のスリット１８ａはその全体が永久磁石１７の投影面積内において形成され、他方のスリット１８ｂはその両端が永久磁石１７の投影面積からはみ出しているが、このような態様も本発明に含まれる。
【００８３】
図１７の第３変形例は上記第３実施例をベースとしている。すなわち、第１コアメンバー１２内には、一つの磁極あたり２つの永久磁石片１９ａ，１９ｂが埋設されている。
【００８４】
これに対して、第２コアメンバー１４には、各永久磁石片１９ａ，１９ｂの投影面積内においてそれぞれスリット２０ａ，２０ｂがステータコア１６からの磁束の磁路に沿うように円弧状に形成されているが、この変形例では、さらにスリット２０ｃが追加的に形成されている。
【００８５】
このスリット２０ｃは、第１コアメンバー１２側の各磁極に対応する部分にそれぞれ設けられているが、この場合、各スリット２０ｃはコア中心から見てスリット２０ａ，２０ｂの外側の位置で、ステータコア１６からの磁束の磁路に沿って一連の円弧状に形成されている。
【００８６】
この変形例では、各スリット２０ｃは一方の永久磁石片１９ａの投影面積部分から他方の永久磁石片１９ｂの投影面積部分にかけて一連の円弧状に形成されているが、場合によっては、各永久磁石片１９ａ，１９ｂの投影面積部分から外れた位置であってもよい。
【００８７】
また、図１８の第４変形例も上記第３実施例をベースとしているが、この場合には、第１コアメンバー１２側の各磁極を構成する２つの永久磁石片１９ａ，１９ｂの配置を若干変更している。
【００８８】
すなわち、上記第３実施例においては、各磁極を構成する２つの永久磁石片１９ａ，１９ｂを各磁極間の境界線Ｂに対して平行となるように配置しているが（図９参照）、この変形例のように、一つの磁極に割り当てられている永久磁石片１９ａ，１９ｂのコア中心側の各一端側を、上記第３実施例よりも互いに近づけるように所定の角度で傾斜させるようにしてもよい。なお、この第４変形例で、第２コアメンバー１４は上記第３実施例と同じである。
【００８９】
また、この第４変形例に図１７の変形例で説明したスリット２０ｃを追加的に形成してもよく、これを第５変形例として図１９に示す。なお、この第５変形例において、スリット２０ｃは永久磁石片１９ａ，１９ｂの各投影面積部分から外れた位置に形成されている。
【００９０】
図２０の第６変形例は上記第４実施例をベースとしている。すなわち、第１コアメンバー１２側の永久磁石２１の構成は先の図１１で説明したとおりであり、また、第２コアメンバー１４には、一つの磁極に対応して２つのスリット２０ａ，２０ｂが形成されているが、この第６変形例では、図１７の変形例で説明したスリット２０ｃが追加的に形成されている。なお、この第６変形例においても、第５変形例と同様に、スリット２０ｃは永久磁石片２１の投影面積部分から外れた位置に形成されている。
【００９１】
次に、図２１の第７変形例について説明する。この第７変形例は上記第５実施例をベースとしている。すなわち、上記第５実施例では第１コアメンバー１２の永久磁石２２を断面円弧状として、各磁極ごとにこの永久磁石２２をその凸面側をコア外周縁側に向けて配置しているが、この第７変形例のように、各永久磁石２２をその凸面側をコア中心側に向けて配置してもよい。
【００９２】
なお、この第７変形例において、第２コアメンバー１４側には第５実施例と同様に、永久磁石２２の各投影面積内に一つのスリット２３が形成されているが、図２２に第８変形例として示されているように、永久磁石２２の各投影面積内に２つのスリット２３ａ，２３ｂを互いに平行となるように形成してもよい。
【００９３】
上記の具体的な実施例および変形例では、永久磁石電動機の極数を４極として説明しているが、これとは異なる極数の場合においても、その極数に応じた永久磁石を用いれば、本発明の効果を得ることができることは明かである。また、使用する永久磁石もフェライト磁石に限定されない。要するに、本発明は上記の各例に限定されるものではなく、当然にその均等技術も本発明の範囲内に含まれる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、各磁極が永久磁石により構成されたロータコアを回転磁界を発生するステータコア内に配置した永久磁石電動機において、ロータコアをマグネットトルク発生部（第１コアメンバー）とリラクタンストルク発生部（第２コアメンバー）とに分割することにより、その分割比に応じてｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとの差（Ｌｄ−Ｌｑ）の値を任意に大きく設定することができる。
【００９５】
第２コアメンバー側のスリットを第１コアメンバー側から見て、同第１コアメンバー内に埋設されている永久磁石の断面形状の投影面積内に配置することにより、第１コアメンバーと第２コアメンバーとの接触面において、スリットが磁束の短絡および漏洩を防止するフラックスバリアとして作用するため、モータトルクの効率の向上が図られる。
【００９６】
第１コアメンバー側の永久磁石を断面扇状とすることにより、マグネットトルクを大きくすることができる。また、永久磁石を断面台形状にすることにより、永久磁石の加工コストを安価にすることができる。
【００９７】
本発明は、特に空気調和機のコンプレッサ駆動用のブラシレスＤＣモータに好適であり、これによれば、コストアップを招くことなく、空気調和機の性能アップ（運転効率の向上および振動や騒音の低下）を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を示した概略的な平面図。
【図２】同第１実施例のロータコアのｄ軸に沿った断面図。
【図３】同第１実施例のロータコアを構成する第１コアメンバーの平面図。
【図４】同第１実施例のロータコアを構成する第２コアメンバーの平面図。
【図５】本発明の第２実施例を示した概略的な平面図。
【図６】同第２実施例のロータコアを構成する第１コアメンバーの平面図。
【図７】同第２実施例のロータコアを構成する第２コアメンバーの平面図。
【図８】本発明の第３実施例を示した概略的な平面図。
【図９】同第３実施例のロータコアを構成する第１コアメンバーの平面図。
【図１０】同第３実施例のロータコアを構成する第２コアメンバーの平面図。
【図１１】本発明の第４実施例で、そのロータコアを第１コアメンバー側から見た平面図。
【図１２】本発明の第５実施例を示した概略的な平面図。
【図１３】同第５実施例のロータコアを構成する第１コアメンバーの平面図。
【図１４】同第５実施例のロータコアを構成する第２コアメンバーの平面図。
【図１５】第１変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図１６】第２変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図１７】第３変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図１８】第４変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図１９】第５変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図２０】第６変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図２１】第７変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図２２】第８変形例としてのロータコアを第２コアメンバー側から見た平面図。
【図２３】従来例を示した概略的な平面図。
【図２４】従来例を示した概略的な平面図。
【符号の説明】
１０  ロータコア（磁石埋込型界磁鉄心）
１１，１７，１９ａ，１９ｂ，２１，２２  永久磁石
１２  第１コアメンバー
１３，１８，２０ａ，２０ｂ，２３  スリット
１４  第２コアメンバー
１５  中心孔（シャフト用）
１６  ステータコア
【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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【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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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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