JP2010206882A - 電動機及び圧縮機及び空気調和機及び電気掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】絶縁部材を使用することなく磁石分割面の絶縁を確実に行うことができ、効率及び信頼性の高い電動機を提供する。
【解決手段】この発明に係る電動機は、固定子と、固定子の内側に、空隙を介して配置される回転子２００とを備え、回転子２００は、電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて所定の枚数を積層して構成される回転子鉄心２１と、回転子鉄心２１の外周縁に沿って周方向に形成される複数の磁石挿入孔２４と、磁石挿入孔２４に挿入され、間に所定の寸法の空隙を介して周方向に分割配置される複数の永久磁石２２とを具備するものである。
【選択図】図４

Description

この発明は、永久磁石を装着した回転子を用いる電動機に関する。また、その電動機を用いる圧縮機及び空気調和機及び電気掃除機に関する。

最近では、小型軽量で高効率の電動機を構成するために、回転子の永久磁石として、高い磁束密度を有する希土類磁石が多用されている。しかし、希土類磁石は、導電性が高く抵抗が小さいために、電動機の運転中に渦電流が発生し易く、永久磁石表面に渦電流損失が生じて、永久磁石の発熱の原因となる。永久磁石の発熱は、永久磁石の減磁耐力を低下させ電動機の信頼性の低下にも繋がる。

そこで、永久磁石表面の渦電流を低減しながら、高効率を達成できる永久磁石回転電機を提供するために、回転子鉄心の内部に形成された複数の永久磁石挿入孔に挿入されると共に、回転子周方向に互いに異なる極性となるように、互いに間隔をもって回転子周方向に環状に並設された永久磁石が、導電性の磁石からなるものであって、その電気抵抗を大きくしてその表面に発生する渦電流を低減するように、導電性の単位磁石を回転子周方向に複数個並設した単位磁石群から構成されており、絶縁部材が形成された単位磁石を永久磁石挿入孔に挿入することにより、単位磁石間に絶縁部材が介在する永久磁石回転電機が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特許第３６９００６７号公報

しかしながら、上記特許文献１記載の回転子は、単位磁石間に絶縁部材が介在するので材料費が上がり、生産性が悪いという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、絶縁部材を使用することなく磁石分割面の絶縁を確実に行うことができ、効率及び信頼性の高い電動機を提供する。さらに、その電動機を用いる圧縮機及び空気調和機及び電気掃除機を提供する。

この発明に係る電動機は、固定子と、固定子の内側に、空隙を介して配置される回転子と、を備え、
回転子は、
電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて所定の枚数を積層して構成される回転子鉄心と、
回転子鉄心の外周縁に沿って周方向に形成される複数の磁石挿入孔と、
磁石挿入孔に挿入され、間に所定の寸法の空隙を介して周方向に分割配置される複数の永久磁石と、を具備するものである。

この発明に係る電動機は、磁石挿入孔に複数の永久磁石が間に所定の寸法の空隙を介して周方向に分割配置されるので、永久磁石の渦電流損が減少して、電動機の効率、信頼性を向上させることができる。

一般的な永久磁石型の電動機３００の横断面図。 図１の電動機３００の回転子５００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、永久磁石型の電動機１００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、図３の電動機１００の回転子２００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子２００の回転子鉄心２１の横断面図。 実施の形態１を示す図で、回転子鉄心２１の磁石挿入孔２４の横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１の回転子６００の横断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例１の回転子６００の回転子鉄心６１の部分拡大断面図。 実施の形態１を示す図で、鉄損を従来形状と比較した図。 実施の形態１を示す図で、変形例２の回転子７００の部分拡大断面図。 実施の形態１を示す図で、変形例２の永久磁石２２ａ，２２ｂの拡大断面図。 実施の形態２を示す図で、永久磁石型の電動機８００の横断面図。 実施の形態２を示す図で、図１２の電動機８００の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定前）。 図１３の部分拡大図。 実施の形態２を示す図で、回転子鉄心９１の部分拡大図。 実施の形態２を示す図で、図１２の電動機８００の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定後）。 図１６の部分拡大図。 実施の形態２を示す図で、変形例の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定前）。 図１８の部分拡大図。 実施の形態２を示す図で、変形例の回転子鉄心９１の部分拡大図。 実施の形態２を示す図で、変形例の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定後）。 図２１の部分拡大図。 一般的な永久磁石型の電動機３００の縦断面図。 実施の形態３を示す図で、電動機１１００の縦断面図。 実施の形態３を示す図で、回転子１２００の縦断面図。 実施の形態３を示す図で、図２５から永久磁石２２を除いた縦断面図。 図２５のＡ−Ａ断面図。 図２５のＢ−Ｂ断面図。 図２６のＣ−Ｃ断面図。 図２６のＤ−Ｄ断面図。 実施の形態３を示す図で、変形例１の回転子１３００の図２８相当図。 実施の形態３を示す図で、変形例２の回転子１４００の図２８相当図。

実施の形態１．
実施の形態１の説明の前に、先ず一般的な永久磁石を用いる電動機３００について説明する。

図１は一般的な永久磁石を用いる電動機３００の横断面図、図２は図１の電動機３００の回転子５００の横断面図である。

図１に示すように、一般的な永久磁石を用いる電動機３００（ブラシレスＤＣモータ）は、固定子４００と、回転子５００とを備える。

固定子４００の内側に、空隙４６（空間）を介して回転子５００が、固定子４００と略同心に配置される。

回転子５００と固定子４００との間の空隙４６は、例えば、径方向幅が０．３〜１．０ｍｍ程度であり、一例では、０．５ｍｍである。

図１を参照しながら、固定子４００の構成を説明する。固定子４００は、少なくとも円筒形の固定子鉄心４１と、巻線４５と、巻線４５と固定子鉄心４１とを絶縁する絶縁部材４７とを備える。

固定子鉄心４１は９個のティース４２を有し、夫々のティース４２に集中巻方式の巻線４５が絶縁部材４７を介して施される。巻線４５は、例えば、三相Ｙ結線である。

固定子鉄心４１は、外周側にリング状のコアバック４３が設けられる。このコアバック４３から回転子５００側に向かって、９個のティース４２が放射状に延び、周方向に略等間隔に配置されている。

隣接する二つのティース４２間の空間をスロット４４と呼ぶ。スロット４４も周方向に略等間隔に配置される。スロット４４の数は、ティース４２の数と同じ９個である。

ティース４２は、コアバック４３側から内側に向かって略平行の形状を有している。そのため、二つのティース４２間に形成されるスロット４４は、周方向の長さがその内周側よりもコアバック４３側が長くなる。

ティース４２の先端部４２ａ（内径側）は、両端が周方向に広がるような円弧状をなしている。

ティース４２の先端部４２ａの周方向端部は、隣接するティース４２の先端部４２ａの周方向端部と空間を介して対向している。この空間をスロットオープニング４４ａと呼ぶ。

固定子鉄心４１は、厚さ０．１〜０．７ｍｍ程度の薄い電磁鋼板を一枚一枚所定の形状に打ち抜いて、所定の枚数を積層することで構成される。固定子鉄心４１は、積層後カシメ、溶接等により一体化される。

次に、回転子５００の構成を図２を参照しながら説明する。回転子５００は、少なくとも回転子鉄心５１と、回転子鉄心５１の磁石挿入孔（符号は付けない）に挿入される永久磁石５２と、回転子５００の略中心部に位置する回転軸５３とを備える。

回転子５００は、永久磁石５２を６個有し、それぞれが異極に着磁されて６極を構成する。

永久磁石を用いる電動機３００の巻線４５に交流電流を流すと、空隙４６に回転磁界が形成される。その回転磁界に永久磁石５２が引っ張られることによりトルクが発生し、巻線４５の作る回転磁界に同期して回転子５００が回転する。回転子５００が回転磁界に同期して回転している時、回転子鉄心５１における磁束密度は、固定子４００のティース４２とスロット４４との影響を受けて時間的に変化する。

このため、一般的な永久磁石型の電動機３００においては、回転子鉄心５１および永久磁石５２にこの磁束を打ち消す向きに渦電流が生じる。回転子鉄心５１は、通常絶縁された積層鋼板で構成されるためほとんど渦電流は流れないが、導電率の大きい永久磁石５２では回転子鉄心５１のような積層構造をしていないために渦電流が流れる。

渦電流損は一般に以下の式で表される。
Ｐ＝Ｋ（ｆＢｗ）^２／ργ （１）
ここで、
Ｐ：渦電流損［Ｗ／ｋｇ］
Ｂ：磁束［Ｔ］
ｗ：Ｂに垂直な導体幅［ｃｍ］
ｆ：周波数［Ｈｚ］
ρ：固有抵抗［Ωｃｍ］
γ：密度［ｇ／ｃｍ^３］
Ｋ：係数
とする。

上記（１）式より、渦電流損Ｐは、高速回転であるほど周波数が高くなり大きな損失となることがわかる。

また、フェライト磁石に比べて希土類磁石のような磁力の強い（磁束Ｂが大きい）永久磁石を使用する電動機ほど損失が大きいといえる。

また、磁束Ｂに垂直な導体幅ｗが小さいほど渦電流損Ｐは小さいといえる。

上記（１）式より、例えば磁束Ｂに垂直な導体幅ｗが半分になった場合は、渦電流損Ｐはその２乗の１／４に低減する。

また、固有抵抗ρが高い、つまり、導電率の低い材料であるほうが渦電流は発生しにくい。希土類磁石はフェライトに対し導電率は高いので、フェライトに比べ渦電流は発生しやすい。

図３乃至図１１は実施の形態１を示す図で、図３は永久磁石型の電動機１００の横断面図、図４は図３の電動機１００の回転子２００の横断面図、図５は回転子２００の回転子鉄心２１の横断面図、図６は回転子鉄心２１の磁石挿入孔２４の横断面図、図７は変形例１の回転子６００の横断面図、図８は変形例１の回転子６００の回転子鉄心６１の部分拡大断面図、図９は鉄損を従来形状と比較した図、図１０は変形例２の回転子７００の部分拡大断面図、図１１は変形例２の永久磁石２２ａ，２２ｂの拡大断面図である。

図３は実施の形態１の永久磁石型の電動機１００の横断面図である。図３の電動機１００の固定子４００は、図１の一般的な電動機３００の固定子４００と同じである。しかし、図３の電動機１００の回転子２００は、図１の一般的な電動機３００の回転子５００と異なる。固定子４００については、説明を省く。

図４乃至図６により、実施の形態１の電動機１００の回転子２００の構成を説明する。

図４に示すように、回転子２００は、複数（図４では６個）の磁石挿入孔２４が内部に形成された回転子鉄心２１と、複数の磁石挿入孔２４に挿入されると共に、回転子２００周方向に互いに異なる極性となるように、互いに間隔をもって回転子２００周方向に環状に並設された永久磁石２２と、回転子２００の略中央部に配置される回転軸５３と、を備えている。

回転子２００は６極であり、１極の永久磁石２２は二つに分割されている。それぞれの永久磁石２２は、平板形状である。永久磁石２２の材料は、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂ（ネオジ、鉄、ホウ素）を主成分とするネオジウム希土類磁石であり、厚さは２ｍｍ程度である。

回転子鉄心２１は、固定子鉄心４１と同様、厚さ０．１〜０．７ｍｍ程度の薄い電磁鋼板を一枚一枚所定の形状に打ち抜いて、所定の枚数を積層することで構成される。

図５に示すように、回転子鉄心２１には、断面形状が略長方形の磁石挿入孔２４が、回転子鉄心２１の外周縁に沿って周方向に複数（６個）形成されている。回転子鉄心２１の略中心部に回転軸５３が嵌合する軸孔２３が形成されている。

磁石挿入孔２４の内側の面（断面では直線部）の略中央部に、磁石挿入孔２４内に突出し、径方向に延びる突起２５を設けている。突起２５を設けることにより、間に空隙を有して永久磁石２２を２分割することができる（図６）。

磁石を単に分割しただけでは、磁石分割面が絶縁されていないため、渦電流低減を確実にすることはできず、分割面に絶縁部材を介すなどの処理を施す必要がある。突起２５を設けることにより、分割された永久磁石２２の間に空隙が形成されるので、分割面に絶縁部材を介すなどの処理は不要である。

突起２５を固定子４００の回転磁界の影響を受け磁気変動が大きい磁石挿入孔２４の外側の面に設ける場合は、高調波磁束により、損失が増大する恐れがあるため、突起２５は磁石挿入孔２４の内側の面に設けるのが好ましい。

また、突起２５により、同一極の永久磁石２２間で短絡する磁束が増えるので、突起２５の径方向の長さは、永久磁石２２の厚さの１／３以下に設計するのが好ましい。本実施の形態の一例では、２ｍｍの永久磁石２２の厚さに対して、突起２５の高さ（径方向長さ）を０．３ｍｍ程度としている。

このように構成することで、永久磁石２２の分割面に突起２５の幅に相当する空隙ができ、空気絶縁により表面積が小さくなった永久磁石２２に発生する渦電流が減少し、渦電流損を低減するとともに発熱による減磁を防ぐことが出来る。

一般的な永久磁石埋込型回転子は、隣り合う異なる極の磁石間に磁石間の漏れ磁束を低減するために、フラックスバリア（漏れ磁束抑制穴）を設けており、回転子表面には高調波磁束を低減し、電磁加振力を低減するためのスリットを設ける場合もある。

本実施の形態に、これらの公知の技術を組み合わせてもよい。図７は変形例１の回転子６００の横断面図、図８は変形例１の回転子６００の回転子鉄心６１の部分拡大断面図である。図７、図８に示すように、変形例１の回転子６００は、磁石挿入孔６４の両端に異極間の漏れ磁束を抑制する漏れ磁束抑制穴６６（フラックスバリア）を設けている。

また、磁石挿入孔６４の外側の鉄心部分に、高調波磁束を低減し、電磁加振力を低減するための複数のスリット６２（ここでは、２個）を設けている。

本実施の形態の効果を、鉄損について従来形状と比較した図９により説明する。図９は、６０ｒｐｓ（回転数／秒）、２Ｎ・ｍ（ニュートンメートル）負荷時の鉄損を比較した結果である。永久磁石５２を分割していない従来形状（例えば、図２）に比べ、永久磁石２２を分割した本実施の形態は、１２％鉄損が低減した。

本実施の形態は、１極を構成する永久磁石２２を円周方向に２分割しているが、分割数を２分割より多くしても構わない。分割数を多くすることにより、さらに永久磁石２２に発生する渦電流が減少し、渦電流損を低減することができる。

このように永久磁石２２を分割することで、各極を構成する永久磁石２２の表面積が小さくなることにより渦電流が小さくなり、高調波磁束による渦電流損を低減でき、更には、渦電流損による発熱を抑制することができる。

図１０は変形例２の回転子７００の部分拡大断面図、図１１は変形例２の永久磁石２２ａ，２２ｂの拡大断面図である。

図１０に示す変形例２の回転子７００は、分割された永久磁石２２ａ，２２ｂの磁石挿入孔６４の突起６５と接する角部２２ａ−１，２２ｂ−１に面取り（一例では丸取り）加工を施している（図１１参照）。

突起６５に接触する永久磁石２２ａ，２２ｂの角部２２ａ−１，２２ｂ−１に、面取り等の加工を施すことにより永久磁石２２ａ，２２ｂに過度の応力がかかることがなくなり、生産性、品質が向上する。

実施の形態２．
上記実施の形態１は、永久磁石に絶縁部材を施すことなく永久磁石間の絶縁を行えるが、磁石挿入孔に突起があるため永久磁石の挿入性が必ずしもよいとは言えない。突起がある分、永久磁石の挿入性が悪化し、生産性が悪くなる場合もある。

そこで、本実施の形態では、永久磁石の挿入性を改善するとともに、永久磁石の固定力を向上させ、磁石の音・振動特性が優れた回転子について説明する。

図１２乃至図２０は実施の形態２を示す図で、図１２は永久磁石型の電動機８００の横断面図、図１３は図１２の電動機８００の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定前）、図１４は図１３の部分拡大図、図１５は回転子鉄心９１の部分拡大図、図１６は図１２の電動機８００の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定後）、図１７は図１６の部分拡大図、図１８は変形例の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定前）、図１９は図１８の部分拡大図、図２０は変形例の回転子鉄心９１の部分拡大図、図２１は変形例の回転子９００の横断面図（永久磁石２２固定後）、図２２は図２１の部分拡大図である。

図１２乃至図１７により、実施の形態２の一例を説明する。図１２は永久磁石型の電動機８００の横断面図である。電動機８００は、実施の形態１の電動機１００とは、固定子４００は同じであるが、回転子９００が異なる。

図１３乃至図１５に示すように、回転子９００は、回転子鉄心９１の磁石挿入孔９４のそれぞれの内側（回転軸５３側）に、永久磁石２２固定用の、一例では円形の孔９７を有する。

この孔９７は、外部から力を加えて磁石挿入孔９４の形状を変形させて、分割されて磁石挿入孔９４に挿入された永久磁石２２を固定するものである。

孔９７と磁石挿入孔９４の間の鉄心は変形しやすいように薄肉となるように構成される。孔９７と磁石挿入孔９４との間の最薄肉部の寸法は、０．５ｍｍ程度である。

一例では円形の孔９７を示したが、他の形状でもよい。

磁石挿入孔９４に二つの永久磁石２２を挿入後、例えば、孔９７よりも大きな径を有するテーパー状の棒を孔９７に挿入する。それにより孔９７を拡大して磁石挿入孔９４の磁石分割部付近を変形させる。磁石挿入孔９４の磁石分割部付近を変形させることにより、二つの永久磁石２２の間に磁石挿入孔９４内に突出する変形部９４ａを形成して、二つの永久磁石２２を固定する（図１６、図１７参照）。

本来、着磁後の永久磁石２２であれば、磁石分割部には反発し合う力が働いているので、回転子鉄心９１に永久磁石２２を挿入しただけの状態でも、永久磁石２２間に僅かな隙間ができる。その状態で、孔９７を拡大して磁石挿入孔９４を変形させれば、変形した変形部９４ａ（鉄心）が永久磁石２２の間の隙間に入り込み、永久磁石２２を固定することができる。

また、未着磁の永久磁石２２であっても、孔９７の変形により永久磁石２２は分割部に対して離れる方向に力を受ける。従って、変形させる力を調整することによって、永久磁石２２間の隙間を確保することができる。本実施の形態では、永久磁石２２間に、０．６ｍｍ程度の隙間を確保している。

このように構成することで、磁石分割部に空隙ができ、この空気層により永久磁石２２同士は絶縁され、表面積が小さくなったそれぞれの永久磁石２２に流れる渦電流は減少し、渦電流損を低減するができる。更に、渦電流損によって生じる発熱による永久磁石２２の減磁を防ぐことができ、電動機８００の信頼性を向上させることができる。

なお、最近良く用いられる希土類磁石の保磁力は温度が高いほど低下し、減磁しやすい。よって、永久磁石２２を分割して、永久磁石２２に流れる渦電流を減少させて渦電流損を低減し、渦電流損によって生じる永久磁石２２の発熱を抑制することは有効である。

また、鉄心を変形させて永久磁石２２を固定しているため、永久磁石２２が動かないように強力に保持することができ、永久磁石２２の音、振動低減に有効である。

図１８乃至図２２により、変形例の回転子１０００について説明する。変形例の回転子１０００の回転子鉄心１０１は、磁石挿入孔１０４のそれぞれの内側（回転軸５３側）に、永久磁石２２固定用の、だるま形状の孔１０７を有する。

変形例の回転子１０００は、回転子鉄心１０１の磁石挿入孔９４のそれぞれの内側（回転軸５３側）に設けられる永久磁石２２固定用のだるま形状の孔１０７以外は、図１３乃至図１５に示す回転子９００と同じである。

だるま形状の孔１０７は、面積の小さい頭部が磁石挿入孔１０４に接し、孔１０７と磁石挿入孔１０４との間の最薄肉部の寸法は、０．５ｍｍ程度である。

だるま形状の孔１０７の場合は、磁石挿入孔１０４に近接する頭部のみを変形させるだけでよい。従って、だるま形状の孔１０７の高さよりも長いテーパー状の棒を孔１０７に挿入して変形させて、磁石挿入孔１０４に変形部１０４ａを形成して永久磁石２２を固定する作業を、円形の孔９７の場合よりも容易に行うことができる。

磁石挿入孔９４，１０４の変形は、永久磁石２２の固定が行える最小の変形量でよく、回転子９００，１０００の軸方向端部付近のみを変形させるようにしてもよい。

本実施の形態では、一例では、５０ｍｍ程度の回転子鉄心９１，１０１のコア積幅に対し、片側端部の１０ｍｍ程度だけ孔９７，１０７を変形させている。

実施の形態３．
上記実施の形態１，２では、永久磁石２２を回転子周方向に分割する形態について述べたが、本実施の形態は、永久磁石２２を回転子軸方向に分割する形態について説明する。

本実施の形態を説明する前に、一般的な永久磁石型の電動機３００いついて説明する。

図２３は一般的な永久磁石型の電動機３００の縦断面図である。図１で示した一般的な永久磁石型の電動機３００と同じものである。図２３では、固定子４００のスロット４４、絶縁部材４７及び巻線４５は図示していない（ティース４２部分の断面）。

既に説明したように、永久磁石を用いる電動機３００の巻線４５に交流電流を流すと、空隙４６に回転磁界が形成される。その回転磁界に永久磁石５２が引っ張られることによりトルクが発生し、巻線４５の作る回転磁界に同期して回転子５００が回転する。回転子５００が回転磁界に同期して回転している時、回転子鉄心５１における磁束密度は、固定子４００のティース４２とスロット４４との影響を受けて時間的に変化する。

このため、一般的な永久磁石型の電動機３００においては、回転子鉄心５１および永久磁石５２にこの磁束を打ち消す向きに渦電流が生じる。回転子鉄心５１は、通常絶縁された積層鋼板で構成されるためほとんど渦電流は流れないが、導電率の大きい永久磁石５２では回転子鉄心５１のような積層構造をしていないために渦電流が流れる。

図２４乃至図３１は実施の形態３を示す図で、図２４は電動機１１００の縦断面図、図２５は回転子１２００の縦断面図、図２６は図２５から永久磁石２２を除いた縦断面図、図２７は図２５のＡ−Ａ断面図、図２８は図２５のＢ−Ｂ断面図、図２９は図２６のＣ−Ｃ断面図、図３０は図２６のＤ−Ｄ断面図、図３１は変形例１の回転子１３００の図２８相当図、図３２は変形例２の回転子１４００の図２８相当図である。

図２４に示すように、本実施の形態の電動機１１００の回転子１２００は、永久磁石２２が軸方向に分割されている。

尚、図２７のＡ−Ａ断面図は、図２と回転子鉄心の符号が異なるだけである。

図２４乃至図３０に示すように、永久磁石２２の分割部の磁石挿入孔１２４ｂは、永久磁石２２が挿入される磁石挿入孔１２４ａよりも径方向の寸法が短くなっている。

このように永久磁石２２を軸方向に分割して構成することで、各極を構成する永久磁石２２の表面積が小さくなり、高調波磁束による渦電流が流れにくくなり、渦電流による損失、及び、発熱を低減することができる。

永久磁石２２を単に分割しただけでは、磁石分割面が絶縁されていないため、渦電流低減を確実にすることはできず、分割面に絶縁部材を介すなどの処理を施す必要がある。

本実施の形態では、磁石分割部の回転子鉄心１２１の磁石挿入孔１２４ｂを、永久磁石２２が挿入される磁石挿入孔１２４ａよりも小さな形状にしている。このように構成することにより、磁石分割部の鉄心には永久磁石２２を挿入することができないので、分割部で確実に空気絶縁を取ることができる。絶縁は、分割部の電磁鋼板の枚数で管理することができる。

図３１は変形例１の回転子１３００の図２８相当図である。このように、永久磁石２２を挿入する磁石挿入孔１３４ａ（図示せず、磁石挿入孔１２４ａと同じ）を二つの磁石挿入孔１３４ｃに分割し、二つの磁石挿入孔１３４ｃの間の鉄心部で磁石分割部を構成するようにしてもよい。磁石挿入孔１３４ａの分割数は、任意でよい。

図３２は変形例２の回転子１４００の図２８相当図である。このように、磁石挿入孔１４４ａ（図示せず、磁石挿入孔１２４ａと同じ）よりも周方向の長さが短い磁石挿入孔１４４ｄで磁石分割部を構成してもよい。このとき、磁石挿入孔１４４ｄは永久磁石２２よりも僅かに小さくすればよい。

上述の説明では、 一つの極の永久磁石２２を軸方向に２分割しているが、分割数は任意でよい。

また、磁石分割部で、磁石挿入孔を無くしてもよいが、永久磁石２２間の短絡磁束が多くなり、トルクが減少するため、できるだけ永久磁石２２断面と同等の孔が開いていることが好ましい。

上記実施の形態１〜３は、分割した永久磁石２２を接着剤や樹脂などと共に一体に充填、固着する構成とすると、永久磁石２２の固着とより確実な絶縁構成が同時にできる効果が得られる。

一般に、固定子４００の巻線４５（電機子巻線）が集中巻のときには、分布巻の場合に比べて電機子起磁力高調波が大きいため、永久磁石２２に渦電流が発生しやすく、それに伴う損失あるいは発熱による減磁が問題となるため、実施の形態１〜３は集中巻の電動機により効果的である。

また、導電率の小さいフェライト系の磁石よりも、磁力が高く、導電率の高い希土類磁石の方が渦電流が発生しやすく、それに伴う損失あるいは発熱による減磁が問題となるため、実施の形態１〜３は希土類磁石を用いる電動機により効果的である。

一般に渦電流損は磁束の変化に比例して発生するため、実施の形態１〜３は高速回転（例えば、５０００ｒｐｍ（回転数／分）以上）の電動機ほど効果的である。

本発明の活用例として、圧縮機等の製品の損失を大幅に低減し、製品の省エネ性を向上させることができる。また、磁石音も低減できるため、静音性の効果も期待できる。

また、本発明の活用例として、高速回転により渦電流の発生し易い電気掃除機等の製品の損失を大幅に低減し、製品の省エネ性を向上させることができる。また、磁石音も低減できるため、静音性の効果も期待できる。

２１ 回転子鉄心、２２ 永久磁石、２２ａ 永久磁石、２２ａ−１ 角部、２２ｂ 永久磁石、２２ｂ−１ 角部、２３ 軸孔、２４ 磁石挿入孔、２５ 突起、４１ 固定子鉄心、４２ ティース、４２ａ 先端部、４３ コアバック、４４ スロット、４４ａ スロットオープニング、４５ 巻線、４６ 空隙、４７ 絶縁部材、５１ 回転子鉄心、５２ 永久磁石、５３ 回転軸、６１ 回転子鉄心、６２ スリット、６４ 磁石挿入孔、６５ 突起、６６ 漏れ磁束抑制穴、９１ 回転子鉄心、９４ 磁石挿入孔、９４ａ 変形部、９７ 孔、１００ 電動機、１０１ 回転子鉄心、１０４ 磁石挿入孔、１０４ａ 変形部、１０７ 孔、１２１ 回転子鉄心、１２４ａ 磁石挿入孔、１２４ｂ 磁石挿入孔、１３１ 回転子鉄心、１３４ａ 磁石挿入孔、１３４ｃ 磁石挿入孔、１４４ａ 磁石挿入孔、１４４ｄ 磁石挿入孔、２００ 回転子、３００ 電動機、４００ 固定子、５００ 回転子、６００ 回転子、７００ 回転子、８００ 電動機、９００ 回転子、１０００ 回転子、１１００ 電動機、１２００ 回転子、１３００ 回転子、１４００ 回転子。

Claims (16)

1. 固定子と、前記固定子の内側に、空隙を介して配置される回転子と、を備え、
   前記回転子は、
   電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて所定の枚数を積層して構成される回転子鉄心と、
   前記回転子鉄心の外周縁に沿って周方向に形成される複数の磁石挿入孔と、
   前記磁石挿入孔に挿入され、間に所定の寸法の空隙を介して周方向に分割配置される複数の永久磁石と、を具備することを特徴とする電動機。
2. 前記磁石挿入孔の内側の面に、該磁石挿入孔内に突出して径方向に延びる所定の形状の突起を設け、前記突起により前記永久磁石を分割することを特徴とする請求項１記載の電動機。
3. 前記永久磁石は断面が長方形の平板形状であり、前記突起に当接する角部を面取りすることを特徴とする請求項２記載の電動機。
4. 前記磁石挿入孔の内側の近傍に、前記永久磁石固定用の所定の形状の孔を設け、前記孔を変形させることにより前記永久磁石を固定することを特徴とする請求項１記載の電動機。
5. 固定子と、前記固定子の内側に、空隙を介して配置される回転子と、を備え、
   前記回転子は、
   電磁鋼板を所定の形状に打ち抜いて所定の枚数を積層して構成される回転子鉄心と、
   前記回転子鉄心の外周縁に沿って周方向に形成される複数の磁石挿入孔と、
   前記磁石挿入孔に挿入され、間に所定の寸法の空隙を介して軸方向に分割配置される複数の永久磁石と、を具備することを特徴とする電動機。
6. 前記永久磁石の分割部の前記磁石挿入孔を、前記永久磁石の大きさより小さい形状としたことを特徴とする請求項５記載の電動機。
7. 前記永久磁石の分割部の前記磁石挿入孔の径方向の寸法を、前記永久磁石のより小さくしたことを特徴とする請求項６記載の電動機。
8. 前記永久磁石の分割部の前記磁石挿入孔の周方向の寸法を、前記永久磁石のより小さくしたことを特徴とする請求項６記載の電動機。
9. 前記永久磁石の分割部の前記磁石挿入孔を複数に分割したことを特徴とする請求項６記載の電動機。
10. 前記永久磁石を、希土類磁石で構成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電動機。
11. 前記固定子の巻線を集中巻方式で構成することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の電動機。
12. 分割した前記永久磁石を接着剤や樹脂で一体に固着する構成とすることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれかに記載の電動機。
13. 当該電動機は、５０００ｒｐ以上で回転することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の電動機。
14. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の電動機を搭載したことを特徴とする圧縮機。
15. 請求項１４記載の圧縮機を搭載したことを特徴とする空気調和機。
16. 請求項１乃至１３のいずれかに記載の電動機を搭載したことを特徴とする電気掃除機。

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