(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有するコンシクエントポール型回転子であって、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第１鉄心と、
前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第１内側鉄心部と、前記第１内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第１外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第２鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第２内側鉄心部と、前記第２内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第２外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第３鉄心と
を備え、
前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心は、前記軸方向に積層されており、
前記第１内側鉄心部及び前記第１外側鉄心部の少なくとも一方は、周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
コンシクエントポール型回転子。
【請求項２】
前記軸方向と直交する平面において、前記第３鉄心に形成された前記スリットは、前記コンシクエントポール型回転子の外部に通じている請求項１に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項３】
前記軸方向と直交する平面において、前記第３鉄心に形成された前記スリットに配置された前記永久磁石の長手方向における両端部は、前記コンシクエントポール型回転子の外部に通じている請求項１又は２に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項４】
前記軸方向における前記第１鉄心の厚みの総和をＬ１とし、前記軸方向における前記第２鉄心の厚みの総和をＬ２とし、前記軸方向における前記第３鉄心の厚みの総和をＬ３としたとき、Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ３を満たす請求項１から３のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項５】
前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心は、前記軸方向において前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心の順に積層されている請求項１から４のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項６】
前記第２鉄心は、前記第１鉄心と前記第３鉄心との間に配置されている請求項１から５のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項７】
前記永久磁石は、前記第２鉄心及び前記第３鉄心に形成された前記スリットに配置されており、前記第１鉄心に形成された前記スリットに配置されていない請求項１から６のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項８】
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第３内側鉄心部と、前記第３内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第３外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第４鉄心と、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第５鉄心と
をさらに備え、
前記第１鉄心、前記第２鉄心、前記第３鉄心、前記第４鉄心、及び前記第５鉄心は、前記軸方向において前記第１鉄心、前記第２鉄心、前記第３鉄心、前記第４鉄心、及び前記第５鉄心の順に積層されており、
前記第３内側鉄心部及び前記第３外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
請求項１から７のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項９】
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第３内側鉄心部と、前記第３内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第３外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第４鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第４内側鉄心部と、前記第４内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第４外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第５鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第５内側鉄心部と、前記第５内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第５外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第６鉄心と、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第７鉄心と
をさらに備え、
前記第１鉄心、前記第２鉄心、前記第３鉄心、前記第４鉄心、前記第５鉄心、前記第６鉄心、及び前記第７鉄心は、前記軸方向において前記第１鉄心、前記第２鉄心、前記第３鉄心、前記第４鉄心、前記第５鉄心、前記第６鉄心、及び前記第７鉄心の順に積層されており、
前記第３内側鉄心部及び前記第３外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有し、
前記第５内側鉄心部及び前記第５外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
請求項１から７のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項１０】
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第４鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第３内側鉄心部と、前記第３内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第３外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第５鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第４内側鉄心部と、前記第４内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第４外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第６鉄心と、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第７鉄心と
をさらに備え、
前記第１鉄心、前記第２鉄心、前記第３鉄心、前記第４鉄心、前記第５鉄心、前記第６鉄心、及び前記第７鉄心は、前記軸方向において前記第１鉄心、前記第２鉄心、前記第３鉄心、前記第４鉄心、前記第５鉄心、前記第６鉄心、及び前記第７鉄心の順に積層されており、
前記第４内側鉄心部及び前記第４外側鉄心部の少なくとも一方は、前記周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
請求項１から７のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項１１】
前記軸方向と直交する平面において、前記第１鉄心に形成された前記スリットの長手方向における長さは、前記平面における前記永久磁石の長手方向における長さよりも長い請求項１から１０のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項１２】
前記軸方向において前記永久磁石に対向する突起が、前記第１鉄心に形成された前記スリットの内壁に形成されている請求項１から１１のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項１３】
前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心を含む回転子鉄心と、
前記回転子鉄心内に固定されたシャフトと、
前記回転子鉄心の内周面と前記シャフトとの間に充填されていると共に、前記スリットの内壁と前記永久磁石との間に充填されている樹脂と
をさらに備えた請求項１から１２のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項１４】
前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心を含む回転子鉄心を有する請求項１から１２のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子。
【請求項１５】
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の内側に回転可能に配置された、請求項１から１４のいずれか１項に記載のコンシクエントポール型回転子と
を備えた電動機。
【請求項１６】
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の内側に回転可能に配置された、請求項１４に記載のコンシクエントポール型回転子と
を備え、
前記軸方向において、前記回転子鉄心は、前記固定子鉄心よりも長く、
前記軸方向において、前記第１鉄心は前記回転子鉄心の端部に配置されており、
前記径方向において、前記第１鉄心は、前記固定子鉄心と対向しない
電動機。
【請求項１７】
請求項１５又は１６に記載の電動機と、
前記電動機によって駆動される羽根と
を備える送風機。
【請求項１８】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは請求項１５又は１６に記載の電動機を有する
冷凍空調装置。
【請求項１９】
軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有するコンシクエントポール型回転子の製造方法であって、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第１鉄心を作製するステップと、
前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第１内側鉄心部と、前記第１内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第１外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第２鉄心を作製するステップと、
前記第２鉄心を前記第１鉄心に積層するステップと、
前記第２鉄心を前記第１鉄心にかしめで固定するステップと、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第２内側鉄心部と、前記第２内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第２外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第３鉄心を作製するステップと、
前記第３鉄心を前記第２鉄心に積層するステップと、
前記第３鉄心を前記第２鉄心にかしめで固定するステップと、
永久磁石を前記スリットに挿入するステップと
を備えるコンシクエントポール型回転子の製造方法。
【請求項２０】
軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有する回転子であって、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第１鉄心と、
前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第１内側鉄心部と、前記第１内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第１外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第２鉄心と、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第２内側鉄心部と、前記第２内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第２外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第３鉄心と
を備え、
前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心は、前記軸方向に積層されており、
前記第１内側鉄心部及び前記第１外側鉄心部の少なくとも一方は、周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する
回転子。
【請求項２１】
固定子鉄心と、
前記固定子鉄心の内側に回転可能に配置された、請求項２０に記載の回転子と
を備えた電動機。
【請求項２２】
請求項２１に記載の電動機と、
前記電動機によって駆動される羽根と
を備えた送風機。
【請求項２３】
室内機と、
前記室内機に接続された室外機と
を備え、
前記室内機及び前記室外機の少なくとも１つは請求項２１に記載の電動機を有する
冷凍空調装置。
【請求項２４】
軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有する回転子の製造方法であって、
前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第１鉄心を作製するステップと、
前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第１内側鉄心部と、前記第１内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第１外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第２鉄心を作製するステップと、
前記第２鉄心を前記第１鉄心に積層するステップと、
前記第２鉄心を前記第１鉄心にかしめで固定するステップと、
前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第２内側鉄心部と、前記第２内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第２外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第３鉄心を作製するステップと、
前記第３鉄心を前記第２鉄心に積層するステップと、
前記第３鉄心を前記第２鉄心にかしめで固定するステップと、
永久磁石を前記スリットに挿入するステップと
を備える回転子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動機用の回転子、特にコンシクエントポール型回転子に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動機の回転子として、コンシクエントポール型回転子が用いられている。コンシクエントポール型回転子では、永久磁石のＮ極及びＳ極の内の一方が電動機の固定子に対向するように、２以上の永久磁石が回転子鉄心に配列される。回転子鉄心に配列される永久磁石の数は、回転子の磁極の数の半分である。例えば、回転子の磁極の数が４であるとき、永久磁石の数は２である。例えば、各永久磁石のＮ極側が固定子に対向しているとき、周方向において互いに隣接する２つの永久磁石の間の領域（突極ともいう）は、Ｓ極として機能する（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１に開示されたコンシクエントポール型回転子では、各永久磁石からの磁束が、互いに隣接する２つの永久磁石の間の領域に流れ込みやすい。すなわち、漏れ磁束が増加しやすい。その結果、電動機のトルクが低下しやすいという問題がある。
そのため、特許文献２に開示された回転子では、回転子鉄心が、内側磁極部と外側磁極部とに分けられている。周方向における外側磁極部の外側には、空間が形成されているので、漏れ磁束が低減される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４４７８３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１４７６４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、互いに分離された内側磁極部及び外側磁極部が、カバー部材で固定されるため、回転子の組み立てが容易ではなく、回転子の剛性が不十分である。回転子の剛性が不十分である場合、電動機に振動及び騒音が生じる。一方、内側磁極部及び外側磁極部を一体化させると、回転子の剛性が高まるが、漏れ磁束が増加し、電動機のトルクが低下するという問題がある。【０００５】
本発明の目的は、回転子の組み立てを容易にするとともに、回転子における漏れ磁束を低減し、この回転子を有する電動機における振動及び騒音を低減することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様に係るコンシクエントポール型回転子は、軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有するコンシクエントポール型回転子であって、前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第１鉄心と、前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第１内側鉄心部と、前記第１内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第１外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第２鉄心と、前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第２内側鉄心部と、前記第２内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第２外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第３鉄心とを備え、前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心は、前記軸方向に積層されており、前記第１内側鉄心部及び前記第１外側鉄心部の少なくとも一方は、周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する。
本発明の他の態様に係る回転子は、軸方向に延在するスリットを有する複数の鉄心と前記スリットに配置された永久磁石とを有する回転子であって、前記スリットを有する、前記複数の鉄心の内の第１鉄心と、前記スリットと、径方向における前記スリットの内側に位置する第１内側鉄心部と、前記第１内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第１外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第２鉄心と、前記スリットと、前記径方向における前記スリットの内側に位置する第２内側鉄心部と、前記第２内側鉄心部から分離されており前記径方向における前記スリットの外側に位置する第２外側鉄心部とを有する、前記複数の鉄心の内の第３鉄心とを備え、前記第１鉄心、前記第２鉄心、及び前記第３鉄心は、前記軸方向に積層されており、前記第１内側鉄心部及び前記第１外側鉄心部の少なくとも一方は、周方向において前記永久磁石と対向する突起を有する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、回転子の組み立てを容易にするとともに、回転子における漏れ磁束を低減し、この回転子を有する電動機における振動及び騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電動機の構造を概略的に示す部分断面図である。
【図２】ｘｙ平面における電動機１の構造を概略的に示す断面図である。
【図３】一列に配列された複数の分割鉄心部を示す図である。
【図４】図３において破線で示される領域Ｅ１の構造を示す拡大図である。
【図５】環状に配列された複数の分割鉄心部を示す図である。
【図６】図５において破線で示される領域Ｅ２の構造を示す拡大図である。
【図７】回転子の構造を概略的に示す断面図である。
【図８】第１鉄心の構造を概略的に示す図である。
【図９】第２鉄心の構造を概略的に示す図である。
【図１０】第３鉄心の構造を概略的に示す図である。
【図１１】第１鉄心の他の例を示す図である。
【図１２】第２鉄心の他の例を示す図である。
【図１３】第２鉄心のさらに他の例を示す図である。
【図１４】回転子の他の例を概略的に示す断面図である。
【図１５】回転子の他の例を概略的に示す断面図である。
【図１６】回転子鉄心の他の例を示す断面図である。
【図１７】回転子鉄心のさらに他の例を示す断面図である。
【図１８】回転子の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【図１９】樹脂の成形工程の一例を示す図である。
【図２０】樹脂の成形工程の一例を示す図である。
【図２１】比較例としてのコンシクエントポール型回転子である回転子の構造を概略的に示す図である。
【図２２】図２１に示される回転子の一部の構造を示す拡大図である。
【図２３】本発明の実施の形態２に係るファンの構造を概略的に示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態３に係る空気調和機の構成を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１．
各図に示されるｘｙｚ直交座標系において、ｚ軸方向（ｚ軸）は、電動機１の軸線Ａｘと平行な方向を示し、ｘ軸方向（ｘ軸）は、ｚ軸方向（ｚ軸）に直交する方向を示し、ｙ軸方向（ｙ軸）は、ｚ軸方向及びｘ軸方向の両方に直交する方向を示す。軸線Ａｘは、回転子３の回転中心である。軸線Ａｘと平行な方向は、「回転子３の軸方向」又は単に「軸方向」ともいう。径方向は、回転子３の半径方向であり、軸線Ａｘと直交する方向である。ｘｙ平面は、軸方向と直交する平面である。矢印Ｄ１は、軸線Ａｘを中心とする周方向（以下、単に「周方向」ともいう）を示す。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態１に係る電動機１の構造を概略的に示す部分断面図である。
図２は、ｘｙ平面における電動機１の構造を概略的に示す断面図である。図２では、固定子２からモールド樹脂２３が外されている。
【００１１】
電動機１は、固定子２と、回転子３と、回路基板４と、回転子３の回転位置を検出する磁気センサ５と、ブラケット６と、ベアリング７ａ及び７ｂと、回転子３の回転位置検出用マグネットとしてのセンサマグネット８とを有する。電動機１は、例えば、インバータによって駆動される永久磁石同期電動機である。
【００１２】
回転子３は、固定子鉄心２０の内側に回転可能に配置されている。
【００１３】
固定子２は、固定子鉄心２０と、固定子鉄心２０に巻回されたコイル２１とモールド樹脂２３とを有する。固定子鉄心２０は、少なくとも１つのヨーク２０ｂと、複数のティース２０ｃとを有する。固定子鉄心２０とコイル２１との間にインシュレータ２２が配置されていてもよい。図１に示される例では、モールド樹脂２３は、固定子鉄心２０及びコイル２１を覆っている。したがって、図１に示される固定子２は、モールド固定子ともいう。
【００１４】
回路基板４は、軸方向における固定子２の一端側に備えられている。回路基板４には、制御回路及び磁気センサ５などの電子部品が取り付けられている。さらに、リード線が回路基板４に接続される。磁気センサ５は、センサマグネット８の回転位置を検出することにより、回転子３の回転位置を検出する。センサマグネット８は、磁気センサ５と面するように、回転子３に取り付けられている。磁気センサ５は、例えば、ホールＩＣである。
【００１５】
モールド樹脂２３には、例えば、不飽和ポリエステル樹脂が用いられる。具体的には、モールド樹脂２３の材料として、不飽和ポリエステル樹脂に添加剤が加えられて作られた熱硬化性樹脂（例えば、Ｂｕｌｋ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ：ＢＭＣ）を用いることが望ましい。
【００１６】
モールド樹脂２３の材料として、ポリブチレンテレフタレート（ＰｏｌｙＢｕｔｙｌｅｎｅＴｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ：ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰｏｌｙＰｈｅｎｙｌｅｎｅ  Ｓｕｌｆｉｄｅ：ＰＰＳ）などの熱可塑性樹脂を用いてもよい。この場合、モールド樹脂２３を成形するときに用いられるランナーをリサイクルできる。
【００１７】
モールド樹脂２３として、不飽和ポリエステル樹脂及びＢＭＣを用いた場合、固定子２の強度を高めることができる。その結果、電動機１に生じる加振力に起因する固定子２の変形を防止することができ、電動機１における振動及び騒音を低減することができる。
【００１８】
図３は、一列に配列された複数の分割鉄心部２０ａを示す図である。
図４は、図３において破線で示される領域Ｅ１の構造を示す拡大図である。
図５は、環状に配列された複数の分割鉄心部２０ａを示す図である。
図６は、図５において破線で示される領域Ｅ２の構造を示す拡大図である。
【００１９】
固定子鉄心２０は、複数の分割鉄心部２０ａ（具体的には、１２個の分割鉄心部２０ａ）で構成されている。各分割鉄心部２０ａは、１つのヨーク２０ｂと、ヨーク２０ｂから突出する１つのティース２０ｃとを有する。互いに隣接する分割鉄心部２０ａは、ヨーク２０ｂの薄肉部２０ｄで連結されている。
【００２０】
例えば、固定子鉄心２０の製造工程では、１２個の分割鉄心部２０ａを一列に配列した状態で、各ティース２０ｃにコイル２１を巻回する。さらに、これらの分割鉄心部２０ａを環状に折り曲げる。
【００２１】
固定子鉄心２０は、複数の分割鉄心部２０ａで構成されているので、これらの分割鉄心部２０ａを一列に配列した状態でコイル２１を巻くことができる。これにより、コイル２１の高密度化が可能となり、電動機１の高効率化に有効である。しかしながら、分割鉄心部２０ａはヨーク２０ｂの薄肉部２０ｄで連結されているため、分割鉄心部２０ａを環状に折り曲げた後の固定子鉄心２０の剛性は弱い。
【００２２】
そのため、コンシクエントポール型回転子のような加振力が大きい回転子では、モールド樹脂２３で固定子鉄心２０を覆うことが有効である。これにより、回転子鉄心３０の剛性を高めることができる。
【００２３】
ただし、固定子鉄心２０の構造は、図２から図６に示される例に限定されない。例えば、薄肉部２０ｄの代わりにヨーク２０ｂの端部に形成された凹凸状のダボで分割鉄心部２０ａが連結されてもよい。ダボを用いる代わりに、分割鉄心部２０ａの両端を溶接してもよいし、分割鉄心部２０ａの一端を、分割鉄心部２０ａの他端に嵌めてもよい。このような方法で形成された固定子鉄心２０をモールド樹脂２３で覆うことにより、電動機１における振動及び騒音を低減することができる。
【００２４】
周方向において隣接する２つのヨーク２０ｂの間の領域である分割部２０ｅにモールド樹脂２３が充填されていることが望ましい。これにより、ティース２０ｃに加わる加振力の影響を低減することができる。
【００２５】
周方向において隣接する２つのヨーク２０ｂの間に孔２０ｆが形成されている。本実施の形態では、複数の孔２０ｆが固定子鉄心２０に形成されている。各孔２０ｆは、分割部２０ｅに隣接している。各孔２０ｆは、軸方向に延在している。固定子２の製造工程において、固定子鉄心２０の周囲にモールド樹脂２３を成形するとき、モールド樹脂２３が各孔２０ｆに充填される。
【００２６】
各孔２０ｆ内の全ての領域にモールド樹脂２３が充填されていなくてもよい。すなわち、軸方向における孔２０ｆ内の一端から他端までモールド樹脂２３が充填されていなくてもよい。軸方向における孔２０ｆ内の領域の少なくとも一端部にモールド樹脂２３が充填されていればよい。これにより、電動機１における振動を減衰させることができる。固定子鉄心２０の磁気特性の劣化を防ぐため、孔２０ｆの大きさ及びモールド樹脂２３の充填量は適宜決定される。図４に示されるように、ｘｙ平面において、孔２０ｆの一部は、回転子鉄心３０の内側、具体的には、分割部２０ｅに通じていているが、ｘｙ平面において、孔２０ｆの一部は、回転子鉄心３０の外側に通じていてもよい。
【００２７】
本実施の形態に係る電動機１の回転子３の構造を説明する。
図７は、回転子３の構造を概略的に示す断面図である。
【００２８】
回転子３は、コンシクエントポール型回転子である。例えば、永久磁石のＮ極及びＳ極の内の一方が電動機１の固定子２に対向するように、１又は２以上の永久磁石が回転子鉄心３０に配列される。回転子鉄心３０に配列される永久磁石３６の数は、回転子３の磁極の数の半分である。コンシクエントポール型回転子の磁極の数は、通常、４以上の偶数である。例えば、回転子３の磁極の数が４であるとき、永久磁石３６の数は２である。例えば、各永久磁石３６のＮ極側が固定子２に対向しているとき、周方向において互いに隣接する２つの永久磁石３６の間の領域は、Ｓ極として機能する。
【００２９】
回転子３は、回転子鉄心３０と、１又は２以上の永久磁石３６と、回転子鉄心３０内に固定されたシャフト３７と、樹脂３８ａとを有する。
【００３０】
回転子鉄心３０は、複数の鉄心（具体的には、少なくとも１つの鉄心３１、少なくとも１つの鉄心３２、及び少なくとも１つの鉄心３３）と、少なくとも１つのスリット３４と、貫通孔３５とを含む。
【００３１】
シャフト３７及び樹脂３８ａは、貫通孔３５に配置されている。具体的には、シャフト３７の周りに樹脂３８ａが充填されている。さらに、樹脂３８ａは、回転子鉄心３０の内周面とシャフト３７との間に充填されていると共に、各スリット３４の内壁と各永久磁石３６との間に充填されている。これにより、シャフト３７が回転子鉄心３０と一体化されている。さらに、樹脂３８ａは非磁性樹脂であるので、永久磁石３６からのシャフト３７に流れ込む磁束、すなわち、漏れ磁束を低減することができる。
【００３２】
少なくとも１つの鉄心３１、少なくとも１つの鉄心３２、及び少なくとも１つの鉄心３３は、軸方向に積層されている。鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３には、後述するかしめ部３９が形成されている。すなわち、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３は、かしめで固定されている。
【００３３】
図７に示される例では、回転子鉄心３０は、第１鉄心としての鉄心３１と、第２鉄心としての鉄心３２と、第３鉄心としての鉄心３３と、第４鉄心としての鉄心３２と、第５鉄心としての鉄心３１とを有する。すなわち、図７に示される例では、第１鉄心の構造は第５鉄心の構造と同じであり、第２鉄心の構造は第４鉄心の構造と同じである。ただし、回転子鉄心３０は、第１鉄心から第５鉄心以外の鉄心を含んでもよい。
【００３４】
図７に示される例では、第１鉄心、第２鉄心、第３鉄心、第４鉄心、及び第５鉄心は、軸方向において第１鉄心、第２鉄心、第３鉄心、第４鉄心、及び第５鉄心の順に積層されている。
【００３５】
図２に示されるように、ｘｙ平面において、複数のスリット３４（具体的には、５つのスリット３４）が周方向に形成されている。ｘｙ平面において、各スリット３４の長手方向における長さは、永久磁石３６の長手方向における長さよりも長い。各スリット３４は、軸方向に延在している。すなわち、各スリット３４は、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３を通っている。
【００３６】
スリット３４の数は、回転子３の磁極の数の半分である。言い換えると、回転子３は、スリット３４の２倍の数の磁極を持つ。本実施の形態では、スリット３４の数は、５であるので、回転子３の磁極の数は１０である。すなわち、回転子３は、５つのＮ極及び５つのＳ極を持つ。各磁極は、周方向に等角度間隔で配列されている。したがって、極ピッチは、３６０度／１０＝３６度である。
【００３７】
図２に示される例では、回転子３は、複数の永久磁石３６（具体的には、５つの永久磁石３６）を有する。複数の永久磁石３６は、回転子鉄心３０の内部に埋め込まれている。具体的には、各永久磁石３６は、各スリット３４に配置されている。具体的には、永久磁石３６は、鉄心３２及び鉄心３３に形成されたスリット３４に配置されており、鉄心３１に形成されたスリット３４に配置されていない。これにより、鉄心３１における漏れ磁束を低減することができる。
【００３８】
永久磁石３６は、例えば、希土類磁石である。永久磁石３６は、例えば、平板状の磁石である。例えば、永久磁石３６は、Ｎｄ（ネオジム）−Ｆｅ（鉄）−Ｂ（ホウ素）を含むネオジム焼結磁石である。
【００３９】
回転子鉄心３０（すなわち、鉄心３１，３２，及び３３）の１つ電磁鋼板の厚みは、例えば、０、１ｍｍから０．７ｍｍである。
【００４０】
鉄心３１の構造について説明する。
図８は、鉄心３１の構造を概略的に示す図である。
鉄心３１は、少なくとも１つのスリット３４と、少なくとも１つのかしめ部３９とを有する。上述のように、鉄心３１に形成されたスリット３４の数は、回転子３の磁極の数の半分である。すなわち、本実施の形態では、５つのスリット３４が鉄心３１に形成されている。ｘｙ平面において、各スリット３４の周囲は鉄心３１の電磁鋼板で囲まれている。ｘｙ平面において、鉄心３１に形成された各スリット３４の長手方向における長さは、永久磁石３６の長手方向における長さよりも長い。
【００４１】
鉄心３１は、少なくとも１つの電磁鋼板で構成されている。本実施の形態では、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより、鉄心３１が構成されている。鉄心３１の各層を形成する１つの電磁鋼板は２以上の板に分割されていない。すなわち、鉄心３１の各層を形成する１つの電磁鋼板は、一体化された１つの板である。鉄心３１の各電磁鋼板は、プレス加工で、予め定められた形状に形成される。鉄心３１の各電磁鋼板は同じ構造を持つ。ただし、鉄心３１は、図８に示される構造以外の構造を持つ電磁鋼板を含んでもよい。
【００４２】
鉄心３１の各電磁鋼板には、かしめ部３９が形成されている。すなわち、鉄心３１の複数の電磁鋼板は、かしめで固定されている。本実施の形態では、径方向におけるスリット３４の外側に少なくとも１つのかしめ部３９が形成されており、径方向におけるスリット３４の内側にも少なくとも１つのかしめ部３９が形成されている。さらに、周方向において隣接する２つのスリット３４の間に少なくとも１つのかしめ部３９が形成されている。
【００４３】
鉄心３２の構造について説明する。
図９は、鉄心３２の構造を概略的に示す図である。
鉄心３２は、内側鉄心部３２ａと、少なくとも１つの外側鉄心部３２ｂと、少なくとも１つのスリット３４とを有する。鉄心３１と同様に、鉄心３２に形成されたスリット３４の数は、回転子３の磁極の数の半分である。すなわち、本実施の形態では、５つのスリット３４が鉄心３２に形成されている。ｘｙ平面において、各スリット３４の長手方向における長さは、永久磁石３６の長手方向における長さよりも長い。
【００４４】
本実施の形態では、第２鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第１内側鉄心部とも称し、第４鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第３内側鉄心部とも称し、第２鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第１外側鉄心部とも称し、第４鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第３外側鉄心部とも称する。
【００４５】
内側鉄心部３２ａは、径方向におけるスリット３４の内側に位置する。内側鉄心部３２ａは、外側鉄心部３２ｂから分離されている。内側鉄心部３２ａは、ｘｙ平面において内側鉄心部３２ａの外縁を形成する、少なくとも１つの凹部３２１と少なくとも１つの凸部３２２とを有する。図９に示される例では、複数の凹部３２１及び複数の凸部３２２が、周方向に交互に形成されている。各スリット３４は、内側鉄心部３２ａの凹部３２１と外側鉄心部３２ｂとの間に形成されている。したがって、外側鉄心部３２ｂは、内側鉄心部３２ａに対向している。
【００４６】
外側鉄心部３２ｂは、径方向におけるスリット３４の外側に位置する。言い換えると、外側鉄心部３２ｂは、内側鉄心部３２ａから分離されている。
【００４７】
鉄心３２は、少なくとも１つの電磁鋼板で構成されている。本実施の形態では、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより、鉄心３２が構成されている。鉄心３２の各電磁鋼板は、プレス加工で、予め定められた形状に形成される。鉄心３２の各層を形成する各電磁鋼板は同じ構造を持つ。ただし、鉄心３２は、図９に示される構造以外の構造を持つ電磁鋼板を含んでもよい。
【００４８】
内側鉄心部３２ａ及び外側鉄心部３２ｂの少なくとも一方は、周方向において永久磁石３６と対向する少なくとも１つの突起３２ｃを有する。
【００４９】
図９に示される例では、内側鉄心部３２ａ及び外側鉄心部３２ｂの両方に突起３２ｃが形成されている。具体的には、ｘｙ平面において、周方向における各外側鉄心部３２ｂの両端に突起３２ｃが形成されており、凹部３２１の両端に突起３２ｃが形成されている。言い換えると、ｘｙ平面において、スリット３４の長手方向における両端に突起３２ｃが形成されている。
【００５０】
各突起３２ｃは、永久磁石３６に当接していることが望ましい。これにより、永久磁石３６の位置がスリット３４内でしっかり固定される。
【００５１】
ｘｙ平面において、各突起３２ｃの高さは、永久磁石３６の短手方向における厚みの１／２未満である。これにより、外側鉄心部３２ｂが内側鉄心部３２ａに当接せず、外側鉄心部３２ｂを、内側鉄心部３２ａから分離させることができる。各突起３２ｃの高さとは、ｘｙ平面において、永久磁石３６の短手方向における高さである。
【００５２】
鉄心３３の構造について説明する。
図１０は、鉄心３３の構造を概略的に示す図である。
鉄心３３は、内側鉄心部３３ａ（第２内側鉄心部ともいう）と、少なくとも１つの外側鉄心部３３ｂ（第２外側鉄心部ともいう）と、少なくとも１つのスリット３４とを有する。鉄心３１及び鉄心３２と同様に、鉄心３３に形成されたスリット３４の数は、回転子３の磁極の数の半分である。すなわち、本実施の形態では、５つのスリット３４が鉄心３３に形成されている。ｘｙ平面において、各スリット３４の長手方向における長さは、永久磁石３６の長手方向における長さよりも長い。
【００５３】
内側鉄心部３３ａは、径方向におけるスリット３４の内側に位置する。内側鉄心部３３ａは、外側鉄心部３３ｂから分離されている。内側鉄心部３３ａは、ｘｙ平面において内側鉄心部３３ａの外縁を形成する、少なくとも１つの凹部３３１と少なくとも１つの凸部３３２とを有する。図１０に示される例では、複数の凹部３３１及び複数の凸部３３２が、周方向に交互に形成されている。各スリット３４は、内側鉄心部３３ａの凹部と外側鉄心部３３ｂとの間に形成されている。したがって、外側鉄心部３３ｂは、内側鉄心部３３ａに対向している。
【００５４】
鉄心３３には、上述の突起３２ｃが形成されていない。ｘｙ平面において、鉄心３３に形成された各スリット３４は、回転子３の外部に通じている。ｘｙ平面において、鉄心３３に形成された各スリット３４に配置された各永久磁石３６の長手方向における両端部も回転子３の外部に通じている。
【００５５】
外側鉄心部３３ｂは、径方向におけるスリット３４の外側に位置する。言い換えると、外側鉄心部３３ｂは、内側鉄心部３３ａから分離されている。
【００５６】
鉄心３３は、少なくとも１つの電磁鋼板で構成されている。本実施の形態では、複数の電磁鋼板を軸方向に積層することにより、鉄心３３が構成されている。鉄心３３の各電磁鋼板は、プレス加工で、予め定められた形状に形成される。鉄心３３の各層を形成する各電磁鋼板は同じ構造を持つ。ただし、鉄心３３は、図１０に示される構造以外の構造を持つ電磁鋼板を含んでもよい。
【００５７】
図７に示される例では、回転子３は、２つの鉄心３１と、２つの鉄心３２と、１つの鉄心３３とを有する。図７に示される例では、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３は、軸方向において鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３の順に積層されている。具体的には、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３は、鉄心３１、鉄心３２、鉄心３３、鉄心３２、及び鉄心３１の順に積層されている。したがって、鉄心３２は、鉄心３１と鉄心３３との間に配置されており、鉄心３３は、２つの鉄心３２の間に配置されている。永久磁石３６をスリット３４に挿入するとき、各鉄心３２の突起３２ｃがガイドの役目をするので、永久磁石３６をスリット３４内に容易に挿入することができる。
【００５８】
軸方向における各鉄心３１の厚みはＬａで示されており、軸方向における各鉄心３２の厚みはＬｂで示されており、軸方向における鉄心３３の厚みはＬｃで示されている。軸方向における鉄心３１の厚みの総和Ｌ１は、２×Ｌａである。軸方向における鉄心３２の厚みの総和Ｌ２は、２×Ｌｂである。軸方向における鉄心３３の厚みの総和Ｌ３は、Ｌｃである。この場合、回転子３は、Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ３を満たす。これにより、回転子３における漏れ磁束を効果的に低減することができる。
【００５９】
軸方向において、回転子鉄心３０は、固定子鉄心２０よりも長い。軸方向において、鉄心３１は、回転子鉄心３０の端部に配置されている。さらに、径方向において、鉄心３１は、固定子鉄心２０と対向しない。これにより、鉄心３２及び鉄心３３に配置された永久磁石３６からの磁束が、効率的に固定子鉄心２０を通ることができる。その結果、電動機１の効率を高めることができる。
【００６０】
鉄心３１の他の例を説明する。
図１１は、鉄心３１の他の例を示す図である。
図７に示される２つの鉄心３１の内の一方は、図１１に示されるように、少なくとも１つの突起３１ａを有してもよい。図１１に示される例では、突起３１ａは、第１鉄心としての鉄心３１に形成されたスリット３４の内壁に、径方向に突出するように形成されている。突起３１ａは、軸方向において永久磁石３６に対向する。これにより、例えば、回転子３の製造工程において、永久磁石３６を第５鉄心としての鉄心３１のスリット３４から回転子鉄心３０内に挿入したときに、永久磁石３６が第１鉄心としての鉄心３１のスリット３４から落下することを防ぐことができる。
【００６１】
突起３１ａは、軸方向において永久磁石３６に当接してもよいし、永久磁石３６から離間していてもよい。突起３１ａが軸方向において永久磁石３６に当接している場合、スリット３４内において永久磁石３６をしっかり固定することができ、永久磁石３６の振動に起因する電動機１における振動及び騒音を低減することができる。一方、突起３１ａが永久磁石３６から離間している場合、漏れ磁束を低減することができる。
【００６２】
鉄心３２の他の例を説明する。
図１２は、鉄心３２の他の例を示す図である。図１２に示される例では、各外側鉄心部３２ｂは、周方向において永久磁石３６と対向する少なくとも１つの突起３２ｃを有する。各突起３２ｃは、永久磁石３６に当接していることが望ましい。これにより、永久磁石３６の位置がスリット３４内でしっかり固定される。一方、内側鉄心部３２ａの各凹部３２１には、突起３２ｃが形成されていない。
【００６３】
鉄心３２のさらに他の例を説明する。
図１３は、鉄心３２のさらに他の例を示す図である。図１３に示される例では、内側鉄心部３２ａは、周方向において永久磁石３６と対向する少なくとも１つの突起３２ｃを有する。各突起３２ｃは、永久磁石３６に当接していることが望ましい。これにより、永久磁石３６の位置がスリット３４内でしっかり固定される。一方、外側鉄心部３２ｂには、突起３２ｃが形成されていない。
【００６４】
図１４及び図１５は、回転子３の他の例を概略的に示す断面図である。具体的には、図１４は、図１５における線Ｃ１４−Ｃ１４に沿った断面図であり、図１５は、図１４における線Ｃ１５−Ｃ１５に沿った断面図である。
【００６５】
図１４及び図１５に示される回転子３は、樹脂３８ａに加えて、樹脂３８ｂ及び３８ｃを有する。図１４及び図１５に示される回転子３において、樹脂３８ａを第１樹脂とも称し、樹脂３８ｂを第２樹脂とも称し、樹脂３８ｃを第３樹脂とも称する。図１５に示されるように、樹脂３８ａ、３８ｂ、及び３８ｃが一体化されている場合、樹脂３８ａ、３８ｂ、及び３８ｃは、１つの樹脂３８として示される。
【００６６】
図１５に示されるように、回転子鉄心３０は、軸方向における第１の端部３０ａ及び第２の端部３０ｂを有する。
【００６７】
樹脂３８ａは、径方向における回転子鉄心３０の内側に形成されている。具体的には、樹脂３８ａは、貫通孔３５内においてシャフト３７の周囲に形成されている。
【００６８】
樹脂３８ｂは、スリット３４内に配置されている。具体的には、樹脂３８ｂは、ｘｙ平面において、各永久磁石３６の長手方向における両端に隣接する空間に配置されている。図１４及び図１５に示されるように、樹脂３８ｂは、各永久磁石３６の複数の外表面の内の少なくとも１つに当接するように、各永久磁石３６に隣接していることが望ましい。樹脂３８ｂは、各永久磁石３６の複数の外表面の内の全ての外表面に当接するように、各永久磁石３６に隣接していてもよい。
【００６９】
樹脂３８ｃは、回転子鉄心３０の第１の端部３０ａに形成されている。図１５に示される破線は、樹脂３８ｃが形成されている領域と、樹脂３８ａ及び３８ｂが形成されている領域との境界を示す。樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、同一の樹脂材料によって一体的に形成されている。すなわち、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、一体成形によって成形された単一の構造体（樹脂体）である。したがって、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、互いに構造上分離されていない。
【００７０】
樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、非磁性材料を主成分として含有する樹脂、すなわち、非磁性樹脂である。樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、例えば、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂等の熱可塑性樹脂である。樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃには、ガラス充填剤が配合されていてもよい。さらに、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）によって形成された熱硬化性樹脂であってもよい。
【００７１】
径方向における樹脂３８ａの長さは、固定子２と回転子３との間の空隙の３倍以上であることが望ましい。特に、径方向における樹脂３８ａの長さは、回転子鉄心３０（具体的には、鉄心３２又は３３）と固定子２との間の空隙の最大値の３倍以上であることが望ましい。これにより、永久磁石３６からのシャフト３７に流れ込む磁束、すなわち、漏れ磁束を低減することができる。
【００７２】
鉄心３１のスリット３４内には永久磁石３６が配置されないため、軸方向において、回転子鉄心３０の長さＬ４は、永久磁石３６の長さＬ５よりも長い。これにより、軸方向における永久磁石３６の端部を、樹脂３８ｂによって覆うことができる。長さＬ４は、回転子鉄心３０の第１の端部３０ａから第２の端部３０ｂまでの長さに等しい。
【００７３】
変形例１．
図１６は、回転子鉄心３０の他の例を示す断面図である。
変形例１では、回転子鉄心３０の複数の鉄心の配列が、実施の形態１で説明した回転子鉄心３０と異なる。図１６に示される回転子鉄心３０は、図７に示される回転子鉄心３０の代わりに回転子３に適用できる。
【００７４】
変形例１において、回転子鉄心３０は、第１鉄心としての鉄心３１と、第２鉄心としての鉄心３２と、第３鉄心としての鉄心３３と、第４鉄心としての鉄心３２と、第５鉄心としての鉄心３３と、第６鉄心としての鉄心３２と、第７鉄心としての鉄心３１とを有する。すなわち、変形例１では、第１鉄心の構造は第７鉄心の構造と同じであり、第２鉄心の構造は第４鉄心及び第６鉄心の構造と同じであり、第３鉄心の構造は第５鉄心の構造と同じである。ただし、変形例１において、回転子鉄心３０は、第１鉄心から第７鉄心以外の鉄心を含んでもよい。
【００７５】
変形例１では、第１鉄心、第２鉄心、第３鉄心、第４鉄心、第５鉄心、第６鉄心、及び第７鉄心は、軸方向において第１鉄心、第２鉄心、第３鉄心、第４鉄心、第５鉄心、第６鉄心、及び第７鉄心の順に積層されている。
【００７６】
変形例１では、第２鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第１内側鉄心部とも称し、第３鉄心としての鉄心３３の内側鉄心部３３ａを第２内側鉄心部とも称し、第４鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第３内側鉄心部とも称し、第５鉄心としての鉄心３３の内側鉄心部３３ａを第４内側鉄心部とも称し、第６鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第５内側鉄心部とも称する。
【００７７】
変形例１では、第２鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第１外側鉄心部とも称し、第３鉄心としての鉄心３３の外側鉄心部３３ｂを第２外側鉄心部とも称し、第４鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第３外側鉄心部とも称し、第５鉄心としての鉄心３３の外側鉄心部３３ｂを第４外側鉄心部とも称し、第６鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第５外側鉄心部とも称する。
【００７８】
変形例１では、回転子鉄心３０が少なくとも３つの鉄心３２を含む。言い換えると、複数の鉄心３２が、互いに離れて配置されている。これにより、各鉄心３２は、突起３２ｃを有するので、回転子鉄心３０が軸方向において長い場合でも、永久磁石３６を、スリット３４内の適切な位置に挿入することができ、永久磁石３６の位置をスリット３４内で定めることができる。各突起３２ｃは、永久磁石３６に当接していることが望ましい。これにより、永久磁石３６の位置がスリット３４内でしっかり固定される。その結果、電動機１における振動及び騒音を低減することができる。
【００７９】
変形例２．
図１７は、回転子鉄心３０のさらに他の例を示す断面図である。
変形例２では、回転子鉄心３０の複数の鉄心の配列が、実施の形態１で説明した回転子鉄心３０と異なる。図１７に示される回転子鉄心３０は、図７に示される回転子鉄心３０の代わりに回転子３に適用できる。
【００８０】
変形例２において、回転子鉄心３０は、第１鉄心としての鉄心３１と、第２鉄心としての鉄心３２と、第３鉄心としての鉄心３３と、第４鉄心としての鉄心３１と、第５鉄心としての鉄心３３と、第６鉄心としての鉄心３２と、第７鉄心としての鉄心３１とを有する。すなわち、変形例２では、第１鉄心の構造は第４鉄心及び第７鉄心の構造と同じであり、第２鉄心の構造は第６鉄心の構造と同じであり、第３鉄心の構造は第５鉄心の構造と同じである。ただし、変形例２において、回転子鉄心３０は、第１鉄心から第７鉄心以外の鉄心を含んでもよい。
【００８１】
変形例２では、第１鉄心、第２鉄心、第３鉄心、第４鉄心、第５鉄心、第６鉄心、及び第７鉄心は、軸方向において第１鉄心、第２鉄心、第３鉄心、第４鉄心、第５鉄心、第６鉄心、及び第７鉄心の順に積層されている。
【００８２】
変形例２では、第２鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第１内側鉄心部とも称し、第３鉄心としての鉄心３３の内側鉄心部３３ａを第２内側鉄心部とも称し、第５鉄心としての鉄心３３の内側鉄心部３３ａを第３内側鉄心部とも称し、第６鉄心としての鉄心３２の内側鉄心部３２ａを第４内側鉄心部とも称する。
【００８３】
変形例２では、第２鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第１外側鉄心部とも称し、第３鉄心としての鉄心３３の外側鉄心部３３ｂを第２外側鉄心部とも称し、第５鉄心としての鉄心３３の外側鉄心部３３ｂを第３外側鉄心部とも称し、第６鉄心としての鉄心３２の外側鉄心部３２ｂを第４外側鉄心部とも称する。
【００８４】
変形例２では、回転子鉄心３０が少なくとも３つの鉄心３１を含み、２つの鉄心３３の間に少なくとも１つの鉄心３１が配置されている。これにより、回転子鉄心３０が軸方向において長い場合でも、永久磁石３６を、スリット３４内の適切な位置に挿入することができ、永久磁石３６の位置をスリット３４内で定めることができる。
【００８５】
さらに、複数の鉄心３１が、互いに離れて配置されている。鉄心３１の各層を形成する電磁鋼板は、一体化された１つの板である。これにより、軸方向において回転子鉄心３０（特に鉄心３３）が長い場合でも、回転子鉄心３０の剛性を高めることができる。その結果、電動機１における振動及び騒音を低減することができる。
【００８６】
回転子３の製造方法を説明する。
図１８は、回転子３の製造工程の一例を示すフローチャートである。
【００８７】
ステップＳ１では、上述の構造を持つ、第１鉄心としての鉄心３１を作製する。具体的には、プレス加工（例えば、打ち抜き加工）で、少なくとも１つの電磁鋼板に、少なくとも１つのスリット３４、及び貫通孔３５を形成する。複数の電磁鋼板の各々に、少なくとも１つのスリット３４、及び貫通孔３５を形成した場合、プレス金型内で、これらの電磁鋼板をかしめで固定しながら、これらの電磁鋼板を軸方向に積層する。これにより、鉄心３１の各電磁鋼板に少なくとも１つのかしめ部３９が形成される。ステップＳ１において、第１鉄心としての鉄心３１の作製と同時に第５鉄心としての鉄心３１を作製してもよい。
【００８８】
ステップＳ２では、上述の構造を持つ、第２鉄心としての鉄心３２を作製する。具体的には、プレス加工（例えば、打ち抜き加工）で、少なくとも１つの電磁鋼板に、内側鉄心部３２ａと、少なくとも１つの外側鉄心部３２ｂとを形成する。同時に、内側鉄心部３２ａに貫通孔３５を形成する。複数の電磁鋼板の各々に、内側鉄心部３２ａ及び少なくとも１つの外側鉄心部３２ｂを形成した場合、プレス金型内で、これらの電磁鋼板をかしめで固定しながら、これらの電磁鋼板を軸方向に積層する。ステップＳ２において、第２鉄心としての鉄心３２の作製と同時に第４鉄心としての鉄心３２を作製してもよい。
【００８９】
ステップＳ３では、第２鉄心としての鉄心３２を、第１鉄心としての鉄心３１に積層する。
【００９０】
ステップＳ４では、第２鉄心としての鉄心３２を、第１鉄心としての鉄心３１にかしめで固定する。具体的には、内側鉄心部３２ａ及び少なくとも１つの外側鉄心部３２ｂを、かしめで鉄心３１に固定する。これにより、鉄心３１及び鉄心３２の各電磁鋼板に少なくとも１つのかしめ部３９が形成される。この場合、内側鉄心部３２ａと各外側鉄心部３２ｂとの間にスリット３４が形成されるように、径方向における内側鉄心部３２ａの外側に各外側鉄心部３２ｂを配置する。その結果、径方向におけるスリット３４の外側に各外側鉄心部３２ｂが配置される。
【００９１】
ステップＳ５では、上述の構造を持つ、第３鉄心としての鉄心３３を作製する。具体的には、プレス加工（例えば、打ち抜き加工）で、少なくとも１つの電磁鋼板に、内側鉄心部３３ａと、少なくとも１つの外側鉄心部３３ｂとを形成する。同時に、内側鉄心部３３ａに貫通孔３５を形成する。複数の電磁鋼板の各々に、内側鉄心部３３ａ及び少なくとも１つの外側鉄心部３３ｂを形成した場合、プレス金型内で、これらの電磁鋼板をかしめで固定しながら、これらの電磁鋼板を軸方向に積層する。
【００９２】
ステップＳ６では、第３鉄心としての鉄心３３を、第２鉄心としての鉄心３２に積層する。
【００９３】
ステップＳ７では、第３鉄心としての鉄心３３を、第２鉄心としての鉄心３２にかしめで固定する。具体的には、内側鉄心部３３ａ及び少なくとも１つの外側鉄心部３３ｂを、かしめで鉄心３２に固定する。これにより、鉄心３２及び鉄心３３の各電磁鋼板に少なくとも１つのかしめ部３９が形成される。この場合、内側鉄心部３３ａと各外側鉄心部３３ｂとの間にスリット３４が形成されるように、径方向における内側鉄心部３３ａの外側に各外側鉄心部３３ｂを配置する。その結果、径方向におけるスリット３４の外側に各外側鉄心部３３ｂが配置される。
【００９４】
ステップＳ８では、第４鉄心としての鉄心３２を第３鉄心としての鉄心３３に積層する。鉄心３３に積層される第４鉄心としての鉄心３２は、ステップＳ２で作製してもよいし、ステップＳ８で作製してもよい。
【００９５】
ステップＳ９では、第４鉄心としての鉄心３２をかしめで第３鉄心としての鉄心３３に固定する。
【００９６】
ステップＳ１０では、第５鉄心としての鉄心３１を第４鉄心としての鉄心３２に積層する。鉄心３２に積層される第５鉄心としての鉄心３１は、ステップＳ１で作製してもよいし、ステップＳ１０で作製してもよい。
【００９７】
ステップＳ１１では、第５鉄心としての鉄心３１をかしめで第４鉄心としての鉄心３２に固定する。
【００９８】
ステップＳ１からＳ１１までの処理の結果、図７に示される回転子鉄心３０が作製される。ただし、ステップＳ１からＳ１１までの処理の順序は、上述の例に限定されない。例えば、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３を作製した後に、これらの鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３を軸方向に積層してもよい。
【００９９】
ステップＳ１２では、永久磁石３６をスリット３４に挿入する。
【０１００】
ステップＳ１３では、シャフト３７を貫通孔３５に挿入する。
【０１０１】
図１９及び図２０は、樹脂３８の成形工程（具体的には、ステップＳ１４）の一例を示す図である。
ステップＳ１４では、樹脂３８（すなわち、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃ）を成形する。具体的には、図１９に示されるように、回転子鉄心３０の一端側から、回転子鉄心３０内に樹脂４０を注入する。図１９及び図２０に示される例では、樹脂注入口４１から貫通孔３５内に樹脂４０を注入する。樹脂４０を注入するとき、回転子鉄心３０の一端側から他端側に向けて樹脂４０を強く噴出させることが望ましい。これにより、回転子鉄心３０の電磁鋼板間の空隙の発生を抑制することができる。
【０１０２】
樹脂注入口４１は、例えば、回転子鉄心３０を覆うように形成された金型に備えられている。樹脂注入口４１は、例えば、貫通孔３５に面する位置に備えられている。図１９及び図２０に示される例では、樹脂注入口４１は、貫通孔３５の上方に備えられている。貫通孔３５内に樹脂４０を充填させることにより、最初に貫通孔３５内に樹脂３８ａが形成される。これにより、シャフト３７が樹脂３８ａによって固定される。
【０１０３】
図２０に示されるように、樹脂注入口４１から樹脂４０をさらに注入することにより、樹脂４０は、徐々に貫通孔３５から溢れ出し、回転子鉄心３０の第１の端部３０ａに樹脂３８ｃが形成されるとともに、スリット３４内に樹脂４０が充填される。これにより、スリット３４内の永久磁石３６の周囲の空間に樹脂４０が充填され、樹脂３８ｂが形成される。
【０１０４】
樹脂注入口４１から樹脂４０をさらに注入することにより、第１の端部３０ａ及びスリット３４の上部にも樹脂３８ｃが形成される。これにより、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃが同一の樹脂材料（すなわち、樹脂４０）によって一体的に形成される。樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃは、同一の樹脂材料によって形成されているが、樹脂材料以外の材料、例えば、非磁性材料を含有する材料によって形成してもよい。
【０１０５】
上述の工程により回転子３を製造することができる。
【０１０６】
回転子３の効果について説明する。
図２１は、比較例としてのコンシクエントポール型回転子である回転子７０の構造を概略的に示す図である。
図２２は、図２１に示される回転子の一部の構造を示す拡大図である。
図２１及び図２２に示される「Ｎ」はＮ極を示し、「Ｓ」はＳ極を示す。
【０１０７】
回転子７０の回転子鉄心７１は、ブリッジ７２及びブリッジ７３を有する。ブリッジ７２は、永久磁石７４が配置されるスリット７５と回転子鉄心７１の外周面との間に形成されており、ブリッジ７３は、隣接する２つのスリット７５の間の領域（すなわち、突極）である。比較例に係る回転子７０では、各永久磁石７４の外側の磁極がＮ極である。すなわち、各永久磁石７４のＮ極が固定子に対向する。したがって、ブリッジ７３は回転子７０のＳ極の役目をする。
【０１０８】
比較例に係る回転子７０では、各永久磁石７４のＮ極からの磁束の一部、すなわち、漏れ磁束Ｂ１が、ブリッジ７２を通り、その永久磁石７４のＳ極に向かって流れやすい。すなわち、比較例に係る回転子７０では、漏れ磁束Ｂ１が生じやすい。
【０１０９】
ブリッジ７２の径方向における幅を小さくすることにより、漏れ磁束を低減することが可能であるが、その幅が小さすぎると、電磁鋼板のプレス加工が困難になる。したがって、一般に、電動機及び回転子のサイズが小さくなるほど、永久磁石のサイズに対するブリッジ７２のサイズの比率が大きくなり、その結果、漏れ磁束の影響が大きくなる。その結果、電動機のトルクを高めるための電流を増大し、電動機効率が低下する。
【０１１０】
これに対して、本実施の形態に係る回転子３の鉄心３３では、各外側鉄心部３３ｂが内側鉄心部３３ａから分離されているので、鉄心３３は、上述のブリッジ７２に相当する構造を有していない。したがって、ｘｙ平面において、鉄心３３に形成された各スリット３４は、回転子３の外部に通じている。さらに、ｘｙ平面において、鉄心３３に形成された各スリット３４に配置された各永久磁石３６の長手方向における両端部も回転子３の外部に通じている。したがって、各永久磁石３６の長手方向における両端部は、鉄心３３（具体的には、電磁鋼板）に当接していない。
【０１１１】
これにより、鉄心３３において、各永久磁石３６の長手方向における両端部からの磁束が通る経路を遮断することができる。その結果、回転子３における漏れ磁束を低減することができ、電動機１のトルクを高めることができる。
【０１１２】
さらに、鉄心３２も同様に、各外側鉄心部３２ｂが内側鉄心部３２ａから分離されているので、上述のブリッジ７２に相当する構造を有していない。したがって、ｘｙ平面において、鉄心３２に形成された各スリット３４は、回転子３の外部に通じている。さらに、鉄心３２において、各永久磁石３６の長手方向における両端部、具体的には、各端部の一部は、鉄心３２（具体的には、電磁鋼板）に当接していない。
【０１１３】
これにより、鉄心３２において、各永久磁石３６の長手方向における両端部からの磁束が通る経路を遮断することができる。その結果、回転子３における漏れ磁束を低減することができ、電動機１のトルクを高めることができる。
【０１１４】
鉄心３２の内側鉄心部３２ａ及び外側鉄心部３２ｂの少なくとも一方は、周方向において永久磁石３６と対向する少なくとも１つの突起３２ｃを有する。これにより、永久磁石３６の位置がスリット３４内でしっかり固定され、電動機１における振動及び騒音を低減することができる。
【０１１５】
軸方向における回転子３の端部に鉄心３１が配置されている。鉄心３１の各層を形成する電磁鋼板は、一体化された１つの板である。したがって、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３がかしめで固定されているので、回転子３の剛性を維持することができる。特に、鉄心３１が、回転子鉄心３０全体の剛性の維持に寄与している。軸方向における鉄心３２及び鉄心３３の両側に鉄心３１が配置されている場合、回転子３の剛性をより高めることができる。
【０１１６】
鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３は、かしめで固定されているので、回転子鉄心３０の組み立て精度を高めることができ、回転子鉄心３０の強度を高めることができる。その結果、組み立て誤差に起因する電動機１における振動及び騒音を低減することができる。
【０１１７】
さらに、回転子鉄心３０は、複数の鉄心を積層することにより一体的に形成されるので、生産性を改善することができる。
【０１１８】
上述のように、鉄心３３において漏れ磁束を効果的に低減することができる。さらに、回転子３は、Ｌ１≦Ｌ２＜Ｌ３を満たす。したがって、軸方向における鉄心３３の厚みの割合が回転子鉄心３０において最も大きいので、回転子３における漏れ磁束を効果的に低減することができる。さらに、上述のように、鉄心３３では、各永久磁石３６の減磁を改善することができるので、軸方向における鉄心３３の厚みの割合が回転子鉄心３０において最も大きくなるように回転子鉄心３０を形成することにより、回転子３における各永久磁石３６の減磁を効果的に改善することができる。その結果、電動機１の出力を増加させることができる。
【０１１９】
図７に示される例では、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３は、軸方向において鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３の順に積層されている。具体的には、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３は、鉄心３１、鉄心３２、鉄心３３、鉄心３２、及び鉄心３１の順に積層されている。すなわち、軸方向において互いに離れて２つの鉄心３２が配置されている。永久磁石３６をスリット３４に挿入するとき、各鉄心３２の突起３２ｃがガイドの役目をする。これにより、永久磁石３６をスリット３４内に容易に挿入することができ、スリット３４内における永久磁石３６の位置精度を高めることできる。その結果、永久磁石３６の振動に起因する電動機１の振動及び騒音を低減することができる。
【０１２０】
鉄心３１に形成された各スリット３４は鉄心３１の電磁鋼板で囲まれているが、永久磁石３６は、鉄心３１に形成されたスリット３４に配置されていない。したがって、鉄心３１における漏れ磁束を低減することができる。
【０１２１】
ｘｙ平面において、鉄心３１に形成された各スリット３４の長手方向における長さは、永久磁石３６の長手方向における長さよりも長い。したがって、各永久磁石３６（具体的には、鉄心３２に配置された各永久磁石３６）からの磁束が鉄心３１を通りにくくすることができる。その結果、鉄心３１における漏れ磁束をさらに低減することができ、電動機１のトルクをさらに高めることができる。
【０１２２】
図１１に示されるように、突起３１ａが、第１鉄心としての鉄心３１に形成されたスリット３４の内壁に、軸方向において永久磁石３６に対向するように形成されている場合、永久磁石３６が回転子鉄心３０（具体的には、スリット３４）から外れることを防止することができる。
【０１２３】
さらに、鉄心３１の突起３１ａは、軸方向における永久磁石３６の位置を決めることができる。これにより、回転子３の製造工程において、回転子３の組み立てを容易にすることができる。突起３１ａが軸方向において永久磁石３６に当接している場合、スリット３４内において永久磁石３６をしっかり固定することができ、永久磁石３６の振動に起因する電動機１における振動及び騒音を低減することができる。一方、突起３１ａが永久磁石３６に当接していない場合、漏れ磁束を低減することができる。
【０１２４】
さらに、樹脂３８ａは、回転子鉄心３０の内周面とシャフト３７との間に充填されていると共に、各スリット３４の内壁と各永久磁石３６との間に充填されている。これにより、シャフト３７が回転子鉄心３０と一体化されている。樹脂３８ａは非磁性樹脂であるので、永久磁石３６からのシャフト３７に流れ込む磁束、すなわち、漏れ磁束を効果的に低減することができる。
【０１２５】
一体化された樹脂３８（すなわち、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃ）が回転子鉄心３０及び永久磁石３６を覆っているので、回転子鉄心３０の強度を高めることができる。さらに、シャフト３７が磁性体である場合でも、永久磁石３６からの磁束がシャフト３７に漏れることを防ぐことができる。
【０１２６】
電動機１は回転子３を有するので、上述の回転子３の効果を有する。
【０１２７】
軸方向において、回転子鉄心３０は、固定子鉄心２０よりも長い。軸方向において、鉄心３１は、回転子鉄心３０の端部に配置されている。さらに、径方向において、鉄心３１は、固定子鉄心２０と対向しない。したがって、鉄心３１に永久磁石３６が配置されていないので、鉄心３２及び鉄心３３に配置された永久磁石３６からの磁束が、効率的に固定子鉄心２０を通ることができる。すなわち、永久磁石３６の磁力を有効に使用することができ、電動機１の効率を高めることができる。さらに、固定子２から鉄心３１に流れ込む磁束を低減することができるので、電動機１の効率をさらに高めることができる。
【０１２８】
回転子３の製造方法によれば、上述の効果を持つ回転子３を製造することができる。
【０１２９】
さらに、回転子３の製造方法によれば、樹脂３８ａ，３８ｂ，及び３８ｃを一体的に形成することができるので、回転子鉄心３０の強度を高めることができる。
【０１３０】
さらに、回転子３の製造方法によれば、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３を、かしめで固定するので、回転子鉄心３０の組み立て精度を高めることができ、回転子鉄心３０の強度を高めることができる。その結果、振動及び騒音を低減することができる回転子３を製造することができる。
【０１３１】
さらに、回転子３の製造方法によれば、回転子鉄心３０は、鉄心３１、鉄心３２、及び鉄心３３を軸方向に積層することにより作製されるので、生産性を改善することができる。
【０１３２】
実施の形態２．
図２３は、本発明の実施の形態２に係るファン６０の構造を概略的に示す図である。
ファン６０は、羽根６１と、羽根６１を回転させる電動機６２とを有する。ファン６０は、送風機とも言う。電動機６２は、実施の形態１に係る電動機１である。羽根６１は、電動機６２のシャフト（例えば、実施の形態１におけるシャフト３７）に固定されている。羽根６１は、電動機６２によって駆動される。電動機６２が駆動すると、羽根６１が回転し、気流が生成される。これにより、ファン６０は送風することができる。
【０１３３】
実施の形態２に係るファン６０によれば、電動機６２に実施の形態１で説明した電動機１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。その結果、ファン６０の振動及び騒音を低減することができる。
【０１３４】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係る空気調和機５０（冷凍空調装置又は冷凍サイクル装置ともいう）について説明する。
図２４は、実施の形態３に係る空気調和機５０の構成を概略的に示す図である。
【０１３５】
実施の形態３に係る空気調和機５０は、送風機（第１の送風機）としての室内機５１と、冷媒配管５２と、冷媒配管５２を介して室内機５１に接続された送風機（第２の送風機）としての室外機５３とを備える。
【０１３６】
室内機５１は、電動機５１ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機５１ａによって駆動されることにより、送風する送風部５１ｂと、電動機５１ａ及び送風部５１ｂを覆うハウジング５１ｃとを有する。送風部５１ｂは、例えば、電動機５１ａによって駆動される羽根５１ｄを有する。例えば、羽根５１ｄは、電動機５１ａのシャフト（例えば、シャフト３７）に固定されており、気流を生成する。
【０１３７】
室外機５３は、電動機５３ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、送風部５３ｂと、圧縮機５４と、熱交換器（図示しない）とを有する。送風部５３ｂは、電動機５３ａによって駆動されることにより、送風する。送風部５３ｂは、例えば、電動機５３ａによって駆動される羽根５３ｄを有する。例えば、羽根５３ｄは、電動機５３ａのシャフト（例えば、シャフト３７）に固定されており、気流を生成する。圧縮機５４は、電動機５４ａ（例えば、実施の形態１に係る電動機１）と、電動機５４ａによって駆動される圧縮機構５４ｂ（例えば、冷媒回路）と、電動機５４ａ及び圧縮機構５４ｂを覆うハウジング５４ｃとを有する。
【０１３８】
空気調和機５０において、室内機５１及び室外機５３の少なくとも１つは、実施の形態１で説明した電動機１を有する。具体的には、送風部の駆動源として、電動機５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用される。さらに、圧縮機５４の電動機５４ａとして、実施の形態１で説明した電動機１を用いてもよい。
【０１３９】
空気調和機５０は、例えば、室内機５１から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。室内機５１において、電動機５１ａは、送風部５１ｂを駆動するための駆動源である。送風部５１ｂは、調整された空気を送風することができる。
【０１４０】
実施の形態３に係る空気調和機５０によれば、電動機５１ａ及び５３ａの少なくとも一方に、実施の形態１で説明した電動機１が適用されるので、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。その結果、空気調和機５０の振動及び騒音を低減することができる。
【０１４１】
さらに、送風機（例えば、室内機５１）の駆動源として、実施の形態１に係る電動機１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。これにより、送風機の振動及び騒音を低減することができる。実施の形態１に係る電動機１と電動機１によって駆動される羽根（例えば、羽根５１ｄ又は５３ｄ）とを有する送風機は、送風する装置として単独で用いることができる。この送風機は、空気調和機５０以外の機器にも適用可能である。
【０１４２】
さらに、圧縮機５４の駆動源として、実施の形態１に係る電動機１を用いることにより、実施の形態１で説明した効果と同じ効果を得ることができる。その結果、圧縮機５４の振動及び騒音を改善することができる。
【０１４３】
実施の形態１で説明した電動機１は、ファン６０、圧縮機５４、及び空気調和機５０以外に、送風機、換気扇、家電機器、又は工作機などの機器における駆動源に適用できる。
【０１４４】
上述の実施の形態に示した例は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略又は変更することも可能である。
【符号の説明】
【０１４５】
１，５１ａ，５３ａ，５４ａ，６２  電動機、  ２  固定子、  ３  回転子、  ３０  回転子鉄心、  ３１  鉄心（第１鉄心）、  ３２  鉄心（第２鉄心）、  ３２ａ，３３ａ  内側鉄心部、  ３２ｂ，３３ｂ  外側鉄心部、  ３２ｃ  突起、  ３３  鉄心（第３鉄心）、  ３４  スリット、  ３６  永久磁石、  ３８，３８ａ，３８ｂ，３８ｃ  樹脂、  ５０  空気調和機（冷凍空調装置）、  ５１  室内機（送風機）、  ５３  室外機（送風機）、  ６０  ファン（送風機）。
【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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