(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の磁極を周方向に設けた回転子のロータコアと、前記ロータコアにおける一磁極を構成する複数の永久磁石と、を備える回転電機の回転子構造において、
前記一磁極は、第１永久磁石対と第２永久磁石対とからなり、
前記第１永久磁石対は、径方向外側へと略Ｖ字状に広がるように配置された一対の前記永久磁石から構成され、
前記第２永久磁石対は、前記第１永久磁石対の周方向の両外側に設けられ、径方向外側へと略Ｖ字状に広がるように配置された一対の前記永久磁石から構成され、
前記第１永久磁石対において前記一磁極が構成するｄ軸に電気的に直交するｑ軸側に設けられた第１フラックスバリアと、
前記第２永久磁石対において前記一磁極が構成するｄ軸に電気的に直交するｑ軸側に設けられた第２フラックスバリアと、
を備え、
前記第１フラックスバリアのｑ軸側の端部と前記ロータコアの回転中心点を結ぶ線を接線１とし、前記第２フラックスバリアのｄ軸側の端部と前記ロータコアの回転中心点を結ぶ線を接線２としたときに、
前記接線１と前記接線２との間に、前記ロータコアの外周に前記ロータコアの軸方向に沿って形成されたロータ外周溝を備える、
回転電機の回転子構造。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機の回転子構造であって、
前記第２フラックスバリアは、前記第２永久磁石対の端部に形成された端部フラックスバリアと、前記第２永久磁石対の端部の近傍で、かつ、前記第２永久磁石対から離間した位置に形成された離間フラックスバリアと、を含み、
前記接線２は、前記端部フラックスバリア及び前記離間フラックスバリアのうち、前記ロータコアの外周に最も近い方のフラックスバリアのｄ軸側の端部と前記ロータコアの回転中心点とを結ぶ線である、
回転電機の回転子構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転電機の回転子構造であって、
周方向に隣接する異なる磁極において、それぞれの接線２の間には前記ロータ外周溝が形成されない、
回転電機の回転子構造。
【請求項４】
請求項１から３の少なくとも一つに記載の回転電機の回転子構造であって、
前記第２フラックスバリアは、前記ロータコアの外周に最も近い部分が、前記第２永久磁石対の前記永久磁石の端部から前記ｄ軸に向かって前記ロータコアの外周と略平行に延在する突出部を有する、
回転電機の回転子構造。
【請求項５】
請求項１から４の少なくとも一つに記載の回転電機の回転子構造であって、
前記ロータの外周には、巻線を有するステータが備えられ、
前記ロータ外周溝は、前記永久磁石から前記ステータへと流れる磁石磁束の高次成分を抑制するように形成されている、
回転電機の回転子構造。
【請求項６】
請求項１から５の少なくとも一つに記載の回転電機の回転子構造であって、
前記ロータ外周溝は、前記接線１を前記ｑ軸方向に前記ロータコアの回転中心点として電気角で５度ずらした基準線と、前記接線１との間に形成される、
回転電機の回転子構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の回転子構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＪＰ２０１７−５０９６５Ａには、２枚の永久磁石をＶ字状に配置して一磁極を構成する埋め込み磁石型モータが開示されている。このモータは、一磁極が構成するｄ軸と電気的に直交するｑ軸側の端部に設けられたフラックスバリアの頂点と回転軸中心とを通る線を接線Ａとした場合に、接線Ａとｑ軸との間において、ロータコアの外周に、ロータコアの軸方向に沿って形成された溝を有している。このようにロータコアに溝を形成することにより、ステータに鎖交する磁石磁束の高次成分を抑制することができるので、鉄損を低減させることができる。
【発明の概要】
【０００３】
特許文献１に記載のように構成されたロータコアは、一組の永久磁石により磁極が構成される場合に有効であった。しかしながら、一組の永久磁石を２層とした磁極を構成した場合は磁石磁束の方向が変化し、従来技術のように構成された溝によっては、必ずしも鉄損を低減させる効果を得られることができず、場合によっては高調波が増加して電磁加震力が悪化してしまうという問題があった。
【０００４】
本発明は、鉄損を低減できる回転電機の回転子構造を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明による回転電機の回転子構造は、複数の磁極を周方向に設けた回転子のロータコアと、ロータコアにおける一磁極を構成する複数の永久磁石と、を備える回転電機の回転子構造に適用される。一磁極は、第１永久磁石対と第２永久磁石対とからなり、第１永久磁石対は、径方向外側へ略Ｖ字状に広がるように配置された一対の永久磁石から構成され、第２永久磁石対は、第１永久磁石対の周方向の両外側に設けられ、径方向外側へ略Ｖ字状に広がるように配置された一対の永久磁石から構成され、第１永久磁石対において一磁極が構成するｄ軸に電気的に直交するｑ軸側に設けられた第１フラックスバリアと、第２永久磁石対において一磁極が構成するｄ軸に電気的に直交するｑ軸側に設けられた第２フラックスバリアと、を備える。第１フラックスバリアのｑ軸側の端部とロータコアの回転中心点を結ぶ線を接線１とし、第２フラックスバリアのｄ軸側の端部とロータコアの回転中心点を結ぶ線を接線２としたときに、接線１と接線２との間に、ロータコアの外周にロータコアの軸方向に沿って形成されたロータ外周溝を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態の回転子構造の説明図である。
【図２】図２は、本発明の第１実施形態のロータコアの磁束の流れを示す説明図である。
【図３】図３は、本発明の第１実施形態の鉄損と溝の位置角との関係を示す図である。
【図４】図４は、本発明の第１実施形態の変形例であり、第２層のフラックスバリアがロータコアの外周に開放されている例を示す。
【図５】図５は、本発明の第１実施形態の別の変形例であり、第２層のフラックスバリアが磁石孔に連通している例を示す。
【図６】図６は、本発明の第２実施形態の回転子構造の説明図である。
【図７】図７は、本発明の第２実施形態のトルクリップルと溝の位置角との関係を示す図である。
【図８】図８は、本発明の第１及び第２実施形態において、溝と接線との関係を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図面等を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【０００８】
図１は、本発明の第１実施形態の回転電機の回転子構造の説明図である。
【０００９】
図１は、電動機（モータ）又は発電機を構成する回転電機が備える回転子（ロータ）６を、軸方向に垂直な断面から見た構成図であって、構成全体の一部（一極分）を示す。
【００１０】
本実施形態の回転電機は、ロータ６の内部に永久磁石３が埋設されたいわゆるＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）型の回転電機である。
【００１１】
ロータ６において、一磁極は四つの永久磁石３により構成される。一磁極は、第１永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）を備える第１層５０Ａと、第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）を備える第２層５０Ｂとからなる。第２層５０Ｂは、第１層５０Ａよりもロータ６の内周側に配置される。
【００１２】
第１永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）は、二つの永久磁石３Ａがロータ６の径方向外側へと略Ｖ字形状に広がるように配置される。第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）も同様に、二つの永久磁石３Ｂがロータ６の径方向外側へと略Ｖ字形状に広がるように配置される。第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）は、第１永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）よりもロータ６の周方向の両外側となる位置であって、第１永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）よりもロータ６の径方向の内側にオフセットされた位置に配置される。
【００１３】
なお、図１に示す本実施形態の回転電機は、８極構造のロータを例に説明するが、極数についてはこれに限定されるものではない。ただし、以下に説明する種々の解析データは、８極構造のロータ６と、スロット数が４８であって、且つ、固定子巻線が分布巻きによって巻き回されたステータ１２と、で構成された回転電機に本願発明を適用して解析されたことを前提とする。
【００１４】
回転子コア（ロータコア）１は、厚さ数百μｍの電磁鋼板を円環状に打ち抜き加工した単板を軸方向に積層して形成された、いわゆる積層電磁鋼板構造により円筒形に構成されている。
【００１５】
それぞれの電磁鋼板の単板には、永久磁石３を挿入するための磁石挿入孔２（以下、単に磁石孔２ともいう）が形成されるとともに、磁石孔２の周方向の両端部及びその近傍には、フラックスバリア４、５、１１が形成されている。
【００１６】
磁石孔２は、永久磁石３を挿入するために電磁鋼板に形成された孔である。磁石孔２は、一極あたり径方向に二つの層（第１層５０Ａ、第２層５０Ｂ）が構成され、各層に二つの永久磁石３がそれぞれ挿入される。
【００１７】
磁石孔２は、第１層５０Ａ及び第２層５０Ｂそれぞれにおいて、ロータ６の外周側に向かって略Ｖ字形状となるように配置される。
【００１８】
磁石孔２が形成された電磁鋼板が軸方向に積層されることで、ロータコア１には永久磁石３を埋設するための孔部が形成される。永久磁石３は、ロータコア１に形成されたそれぞれの孔部に固定される。
【００１９】
第１層５０Ａにおいては、ロータ６の周方向に沿って一組の第１永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）が構成する磁極が互いに等間隔で、且つ、互いに隣接する磁極の極性が異極性となるように配置される。同様に、第２層５０Ｂにおいても、ロータ６の周方向に沿って一組の第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）が構成する磁極が互いに等間隔で、且つ、互いに隣接する磁極の極性が異極性となるように配置される。これら第１層５０Ａ及び第２層５０Ｂの四つの永久磁石３により一つの磁極が構成される。四つの永久磁石３がつくる磁束の方向がｄ軸であり、ｄ軸に対して電気的磁気的に直交する方向がｑ軸である。
【００２０】
第１層５０Ａにおいて、一組の磁石孔２Ａはｄ軸に対称に配置され、これら磁石孔２Ａのそれぞれに永久磁石３Ａが挿入される。磁石孔２Ａは、長手方向の端部に、空隙部分としてのフラックスバリア４（４Ａ）、５（５Ａ）が形成される。フラックスバリア４Ａは、一組の永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）のｄ軸側の端部に配置される。フラックスバリア５Ａは一組の永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）の、ｑ軸側の端部に配置される。
【００２１】
第２層５０Ｂにおいても同様に、一組の磁石孔２Ｂはｄ軸において対称に配置され、これら磁石孔２Ｂのそれぞれに永久磁石３Ｂが挿入される。磁石孔２Ｂは、長手方向の端部に、空隙部分としてのフラックスバリア４（４Ｂ）、５（５Ｂ）が形成される。フラックスバリア４Ｂは、一組の永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）のｄ軸側の端部に配置される。フラックスバリア５Ｂ（端部フラックスバリア５Ｂ）は一組の永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）の、ｑ軸側の端部に配置される。
【００２２】
さらに、第２層５０Ｂでは、磁石孔２Ｂから離間して独立した孔部であるフラックスバリア１１（離間フラックスバリア１１）を備える。フラックスバリア１１は、ｑ軸上に、ｑ軸を対称とした形状の空隙部分として形成される。
【００２３】
これらフラックスバリア４、５、１１による空隙部分は、電磁鋼板よりも透磁率が低く、磁気抵抗が大きい。したがって、フラックスバリア４、５、１１は、永久磁石３がロータ６に構成する磁気回路において、磁束（フラックス）が通過するときの抵抗となる磁気的障壁として作用する。
【００２４】
このように構成されたフラックスバリア４、５、１１によって、適切な位置に磁気障壁が形成される。具体的には、第１層５０Ａにおいては永久磁石３Ａに対してフラックスバリア４Ａ、５Ａが磁気抵抗群を形成し、第２層５０Ｂにおいては永久磁石３Ｂに対してフラックスバリア４Ｂ、５Ｂ、１１が磁気抵抗群を形成する。
【００２５】
このような構成によって、永久磁石３から出た磁束が該永久磁石３の異極側へ漏洩する際の磁気的障壁となるため、それぞれの永久磁石３から出た磁束を漏れなくステータ１２側へと適切に鎖交させることができる。これにより、回転電機のトルク性能が向上する。
【００２６】
さらに、本実施形態の第２層５０Ｂにおけるフラックスバリア５Ｂは、ロータコア１の外周に最も近い部分（最外周部）が、永久磁石３のロータコア１の外周側の端部からｄ軸側に向かって、ロータコア１の外周と略平行に延在して形成される突出部７を有する。
【００２７】
この突出部７を含むフラックスバリア５Ｂの最外周部がロータコア１の外周と略平行に形成されるため、フラックスバリア５Ｂとロータ６外周との間の磁束密度が一様に飽和し（磁気飽和）、ｑ軸方向に流れようとする磁束が低減する。
【００２８】
これにより、永久磁石３Ｂから出る磁束のうち、突出部７の先端方向（ｄ軸方向）へ流れる磁束の割合が増加し、ロータ磁束が正弦波に近づくため、ステータ鎖交磁束における磁束密度の高調波成分（主に７次）を低減させることができる。なお、フラックスバリア１１においても同様に、ｄ軸側に向かってロータコアの外周と略平行に延在して形成された構造を有するので、フラックスバリア５Ｂと同様に、ｑ軸側に流れようとする磁束が低減し、ステータ鎖交磁束における磁束密度の高調波成分を低減させることができる。
【００２９】
次に、本実施形態のロータコア１に形成される溝（ロータ外周溝）９について説明する。
【００３０】
回転電機を電動機として動作させるときの高速回転時には、電動機の損失において高速回転域で支配的となる鉄損を低減させることが重要となる。鉄損の低減には、ロータ６からステータ１２へと鎖交する磁束の高次成分を抑制することが有効である。そこで、本実施形態の回転電機の回転子構造では、次に説明するような特徴的な構成によって、鉄損の低減を図っている。
【００３１】
図１に示すように、ロータコア１は、ロータコア１の外周にロータコア１の軸方向に沿って形成された溝９を備える。
【００３２】
溝９は、ロータコア１の断面図において、ロータコア１の外周面から回転軸中心に向かって凹となる形状に形成される。なお、溝９の形状は、図で示すようなＵ字状に限定されるものでは必ずしもなく、Ｖ字状などに形成されていてもよい。
【００３３】
溝９は、図１に示すロータコア１の断面において、接線１と接線２との間に形成される。接線１は、第１層５０Ａにおいて永久磁石３Ａの最もｑ軸側に設けられるフラックスバリア５Ａのｑ軸側の端部と、ロータコア１の回転中心点とを結ぶ線である。接線２は、第２層５０Ｂの永久磁石３Ｂの磁気的障壁のうち、ロータコア１の最外周側に設けられるフラックスバリア１１のｄ軸側の端部と、ロータコア１の回転中心点とを結ぶ線である。
【００３４】
このような位置に溝９を形成することにより、ステータ１２に鎖交する磁束の高次成分を抑制することができ、ステータ１２のティースへと渡る磁束の時間変化を滑らかにすることにより、ステータ１２における鉄損を低減させることができる。
【００３５】
なお、以降は、第１層５０Ａにおいて永久磁石３Ａの最もｑ軸側に設けられるフラックスバリア５Ａを「第１フラックスバリア」と称し、第２層５０Ｂの永久磁石３Ｂに関わる磁気的障壁のうちロータコア１の最外周側に設けられるフラックスバリア１１（離間フラックスバリア１１）を「第２フラックスバリア」とも称する。
【００３６】
図２は、本実施形態のロータコア１の磁束の流れを示す説明図である。
【００３７】
ロータコア１において、各永久磁石３から発生する磁束は、図３の矢印に示すように、磁気抵抗となるフラックスバリア４、５、１１の存在により方向が規制される。
【００３８】
特に、ロータコア１では、第１層５０Ａの永久磁石３Ａと第２層５０Ｂの永久磁石３Ｂとの間であって、磁気的障壁が存在しない領域（すなわち接線１と接線２との間）を、各永久磁石３の磁束が矢印で示すように通過する。この磁束は、ロータコア１の外周部分で外側に広がりながらステータ１２へと鎖交する。
【００３９】
そこで、前述のように、ロータコア１の外周であって磁気的障壁が存在しない領域（すなわち接線１と接線２との間）に溝９を備えることにより、ロータコア１の断面積がわずかに減少する。これにより、ロータ６からステータ１２へと鎖交する磁束の高次成分を抑制して、磁束の時間変化を滑らかにすることができる。
【００４０】
次に、本実施形態のロータコア１の溝９の位置による鉄損低減効果について、図３に示す解析結果を用いて説明する。
【００４１】
図３は、本実施形態の鉄損［Ｗ］と溝９の中心位置における位置角［ｄｅｇ］との関係を示す図である。
【００４２】
図３は、溝９のｄ軸に対する位置角［ｄｅｇ］を、６０［ｄｅｇ］から８４［ｄｅｇ］まで変化させた場合の電動機の全鉄損［Ｗ］の解析結果である。溝９を有しない場合の全鉄損は、１６４［Ｗ］と１６５［Ｗ］の間の横実線として示される。
【００４３】
溝９の位置角が接線１（６６［ｄｅｇ］付近）と接線２（８２［ｄｅｇ］付近）との間に配置されている場合には、溝９を有しない場合と比較して全鉄損が低減されていることが示されている。
【００４４】
以上説明したように、本発明の第１実施形態の回転子構造は、複数の磁極を周方向に設けた回転子６のロータコア１と、ロータコア１における一磁極を構成する複数の永久磁石３と、を備える。一磁極は、第１永久磁石対と第２永久磁石対とからなり、第１永久磁石対は、径方向外側へ略Ｖ字状に広がるように配置された一対の永久磁石３Ａ、３Ａから構成され、第２永久磁石対は、第１永久磁石対の永久磁石３Ａ、３Ａの周方向の両外側に、径方向外側へ略Ｖ字状に広がるように配置された一対の永久磁石３Ｂ、３Ｂから構成される。第１永久磁石対において一磁極が構成するｄ軸に電気的に直交するｑ軸側に設けられた第１フラックスバリア（フラックスバリア５Ａ）と、第２永久磁石対において一磁極が構成するｄ軸に電気的に直交するｑ軸側に設けられた第２フラックスバリア（端部フラックスバリア５Ｂ又は離間フラックスバリア１１）と、を備える。
【００４５】
そして、第１フラックスバリアのｑ軸側の端部とロータコア１の回転中心点を結ぶ線を接線１とし、第２フラックスバリアのｄ軸側ｎ端部とロータコア１の回転中心点を結ぶ線を接線２としたときに、接線１と接線２との間に、ロータコア１の外周にロータコア１の軸方向に沿って形成された溝（ロータ外周溝）９が形成される。
【００４６】
本発明の第１実施形態は、このようにロータコア１の外周に溝９を形成したことにより、各永久磁石３から出てステータ１２に流れる磁石磁束の高次成分を抑制するので、磁束の時間的変化を滑らかにすることができ、電動機の鉄損を低減することができる。すなわち、ロータコア１の外周であって、各永久磁石３から出てステータ１２に流れる磁石磁束の高次成分を抑制するような位置に、溝９が形成されている。
【００４７】
また、本発明の第１実施形態における第２フラックスバリアは、第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）の端部に形成された端部フラックスバリア５Ｂと、第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）の端部の近傍で、かつ、第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）から離間した位置に形成された離間フラックスバリア１１とを含み、接線２は、これらフラックスバリアのうちロータコア１の外周に最も近いフラックスバリアのｄ軸側の端部とロータコア１の回転中心点とを結ぶ線である。
【００４８】
このように、第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）においては、最もロータコア１の外側に位置する磁気的障壁よりもｄ軸側に溝９を形成することにより、ロータコア１の外周側に広がりながらステータ１２へと鎖交する磁束に対して溝９が磁束の高周波成分を減衰させるように働くので、磁束の時間変化を滑らかにすることができる。
【００４９】
また、本発明の第１実施形態では、周方向に隣接する異なる磁極のそれぞれのｑ軸側の端部に第２フラックスバリア（端部フラックスバリア５Ｂ）が備えられ、周方向に隣接する異なる磁極においてそれぞれの接線２の間には前記ロータ外周溝が形成されない。
【００５０】
このような構成により、第１永久磁石対（永久磁石３Ａ、３Ａ）の磁束と第２永久磁石対（永久磁石３Ｂ、３Ｂ）の磁束とが流れる箇所のロータコア１の外周でロータコア１の断面積をわずかに減少させることにより、磁束の時間的変化を滑らかにして、電動機の鉄損を低減することができる。
【００５１】
また、本実施形態の第２フラックスバリア（フラックスバリア５Ｂ）は、ロータコア１の外周に最も近い部分が、永久磁石３Ｂの端部からｄ軸に向かってロータコア１の外周と略平行に延在する突出部７を有する。
【００５２】
このような構成により、ステータ１２における磁束密度の高調波成分が抑制され、鉄損を低減させることができる。
【００５３】
図４及び５は、本発明の第１実施形態の変形例の回転子構造を示す。
【００５４】
図４は、本実施形態において、第２層５０Ｂのフラックスバリア１１が、ロータコア１の外周に開放されている変形例を示す。
【００５５】
図４に示す変形例においても、第２層５０Ｂの永久磁石３Ｂの磁束の磁気的障壁のうち、最もロータコア１の最外周側に備えられる第２フラックスバリアは、フラックスバリア１１である。そこで、第１フラックスバリア（フラックスバリア５Ａ）のｑ軸側の端部と、ロータコア１の回転中心点とを結ぶ線である接線１と、第２フラックスバリア（離間フラックスバリア１１）のｄ軸側の端面とロータコア１の回転中心軸とを結ぶ線である接線２との間に溝９を配置する。
【００５６】
これにより、フラックスバリア１１がロータコア１の外周に開放されている構造であっても、前述の図１及び図２で説明したのと同様に、磁束の時間変化を滑らかにすることができ、鉄損を低減させることができる。
【００５７】
図５は、本実施形態において、第２層５０Ｂが、磁石孔２Ｂと離間したフラックスバリア１１が備えられない変形例を示す。
【００５８】
図５に示す変形例においては、第２層５０Ｂの永久磁石３Ｂの磁束の磁気的障壁のうち、最もロータコア１の最外周側に備えられる第２フラックスバリアは、端部フラックスバリア５Ｂである。そこで、第１フラックスバリア（フラックスバリア５Ａ）のｑ軸側の端部とロータコア１の回転中心点とを結ぶ線である接線１と、第２フラックスバリア（端部フラックスバリア５Ｂ）のｄ軸側の端面とロータコア１の回転中心軸とを結ぶ線である接線２との間に溝９を配置する。
【００５９】
これにより、磁石孔２から離間した離間フラックスバリア１１を備えない場合であっても、前述の図１及び図２に説明したのと同様に、磁束の時間変化を滑らかにすることができ、鉄損を低減させることができる。特に、離間フラックスバリア１１を備えない場合は、離間フラックスバリア１１を備えた構成と比較して、ロータコア１の製造工数を低減できる。
【００６０】
次に、本発明の第２実施形態の回転子構造について説明する。
【００６１】
図６は、本発明の第２実施形態の回転子構造の説明図である。
【００６２】
前述の第１実施形態は、鉄損を減少させることを目的として溝９の位置を規定した。これに対し第２実施形態では、鉄損を減少させることに加え、さらに、トルクリップルを低減させることを目的として、溝９の位置を規定する。
【００６３】
第１層５０Ａにおいて、永久磁石３Ａの径方向の外側に備えられるフラックスバリア５Ａは、ロータコア１の外周と略平行に延在して構成されている。この構成により、前述のフラックスバリア５Ｂにおける突出部７と同様に、ステータ鎖交磁束における磁束密度の高調波成分を低減させることで、鉄損を低減することができる。
【００６４】
一方で、このような構成により、フラックスバリア５Ａとロータ６外周との間に形成されるブリッジ部８は、径方向の厚さが薄くなる。このような構成では、電動機の高速回転時には、遠心力によりブリッジ部８が径方向外側に変形し勝手となる。ブリッジ部８においてロータコア１が径方向外側に変形した場合は、この部分における磁束が変動することにより、例えば９６次のトルクリップルが増大する。
【００６５】
そこで、本発明の第２実施形態では、ロータコア１の径方向への変形を抑制するために、溝９を、ブリッジ部８の近傍となるように、つまり接線２よりも接線１よりの位置に形成した。溝９をブリッジ部８の近傍に配置することにより、ブリッジ部８が径方向ではなく溝９が存在する周方向のｑ軸側へと変形し勝手とすることができる。このように、ブリッジ部８を周方向へと変形させるように構成したことにより、ブリッジ部８におけるロータコア１の径方向外側への変形を抑制することができる。
【００６６】
図７は、本発明の第２実施形態におけるトルクリップル［Ｎｍ］と溝９の軸に対する位置角［ｄｅｇ］との関係を示す図である。
【００６７】
図７は、溝９のｄ軸に対する位置角［ｄｅｇ］を、６０［ｄｅｇ］から８４［ｄｅｇ］まで変化させた場合に発生するトルクリップル［Ｎｍ］の解析結果である。溝９を有しない場合のトルクリップルは、４［Ｎｍ］付近の横実線として示される。
【００６８】
図７を参照すると、溝９が、接線１と、接線１から電気角で５度（５［ｄｅｇＥ］）回転方向に進んだ位置と、の間に配置されている場合には、溝９を有しない場合と比較して、トルクリップルが最大で３３％低減されることが示されている。
【００６９】
このように、本発明の第２実施形態においては、図６に示すように、接線１からｑ軸方向に電気角で５度ずらした基準線を設定し、溝９を、接線１と基準線との間に配置した。
【００７０】
このような構成により、第１実施形態で説明した溝９による鉄損の低減に加えて、電動機の回転によるロータコア１の径方向外側への変形が抑制されるので、ロータコア１の変形により発生するトルクリップルを低減することができる。
【００７１】
以上、説明した本発明の実施形態に係る回転子構造において、溝９の数及び形状について特に限定されるものではない。また、本願発明に係る回転子構造における一磁極あたりの永久磁石３の数及び配置も、上述したような２枚のＶ字状に限定されるものではない。例えば、一磁極を三層構造として合計６個の永久磁石３が配置されていてもよい。
【００７２】
本発明は、上述した実施形態及び変形例に限定されることはなく、様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の説明においては、フラックスバリア４、５、１１は空隙部分であると説明したが、必ずしも空間である必要なない。例えば空隙部分に樹脂材料のような非磁性材料が充填されていてもよい。
【００７３】
また、上述した実施形態において、溝９と接線１、接線２及び基準線との関係について、必ずしも溝９の全てが、接線１と接線２との間（又は接線１と基準線との間）にある必要はない。すなわち、図８に示すように、溝９の最深部ｈが接線１と接線２との間（又は接線１と基準線との間）にあればよく、溝９の一部が接線１、接線２及び基準線を跨いでいてもよい。
【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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