JP2013236419A - 回転電気機械 - Google Patents

Abstract

【課題】回転動作に伴うバリア空間の変形を抑制する。
【解決手段】ロータコア（101）には、磁極毎に永久磁石（100,100,…）をそれぞれ収容するスロット（S111,S111,…）が径方向に沿って形成されている。スロット（S111）は、一対のブリッジ部（113,113）によって周方向の両端部が構成された磁石収容空間（S111a）と、一対のブリッジ部（113,113）からロータコア（101）の外縁へ延びて開口する一対のバリア空間（S111b）とに区画されている。スロット（S111,S111,…）は、ロータコア（101）の径方向においてそれぞれの間が隔壁部（111）によって隔てられている。隔壁部（111）の外周端部（111b）は、ロータコア（101）の径方向に沿って延びている。
【選択図】図３

Description

この発明は、回転電気機械に関し、特に、回転電気機械のロータ構造に関する。

従来より、電動機や発電機などの回転電気機械において、ロータの磁極を多層の永久磁石（ロータの径方向に配列された複数の永久磁石）によって構成することが知られている（例えば、特許文献１など）。このような回転電気機械では、永久磁石を収容するためのスロットがロータコアに形成されている。

特開平９−２８５０８５号公報

上記のような回転電気機械では、ロータコアの外縁部に形成された一対のブリッジ部（薄肉部）によってスロットの周方向の両端部を閉塞している場合が多い。また、ロータの減磁を低減するために、永久磁石の周方向の両端部に一対のバリア空間（空隙）が形成されるように、永久磁石をスロット内に収容する場合がある。しかしながら、この場合、永久磁石の周方向の端部とブリッジ部との間に隙間ができることになるので、スロット内で永久磁石が動いてしまう可能性がある。また、射出成形によってスロット内に永久磁石を形成する場合、バリア空間を形成するために、射出成形の際にスロット内にスペーサを設けなければならなくなる。

そこで、上記のような事例を回避するために、一対のブリッジ部をロータコアの外縁部よりもスロットの中央側の位置（すなわち、磁石収容空間と一対のバリア空間との境界）に配置することが考えられる。このように構成することにより、一対のブリッジ部の間に永久磁石が挟み込まれることになるので、スロット内で永久磁石が動いてしまうことを防止することができる。また、射出成形によってスロット内に永久磁石を形成する場合に、スロット内にスペーサを設けなくても良くなる。

しかしながら、上記のように構成された回転電気機械では、回転電気機械の回転動作により遠心力がロータコアに作用すると、ロータコアの外周端部（すなわち、ロータコアの周方向において隣接している２つのバリア空間の間に挟まれたロータコアの部分）に曲げ応力が作用することになるので、バリア空間が周方向に変形してしまう。その結果、ロータコアのギャップ精度が劣化してしまう。

そこで、この発明は、回転動作に伴うバリア空間の変形を抑制することができる回転電気機械を提供することを目的とする。

第１の発明は、磁極毎に複数の永久磁石（100）をそれぞれ収容する複数のスロット（S111）が径方向に形成されたロータコア（101）を有するロータ（11）と、上記ロータ（11）が挿通されるステータ（12）とを備え、上記複数のスロット（S111）の各々は、該スロット（S111）の中央部に配置され、一対のブリッジ部（113）によって周方向の両端部が構成された磁石収容空間（S111a）と、該磁石収容空間（S111a）の周方向の両端部にそれぞれ隣接し、該一対のブリッジ部（113）から上記ロータコア（101）の外縁へ延びて開口する一対のバリア空間（S111b）とに区画され、上記複数のスロット（S111）は、上記ロータコア（101）の径方向においてそれぞれの間が隔壁部（111）によって隔てられ、上記隔壁部（111）のうち上記ロータコア（101）の周方向において隣接している２つのバリア空間（S111b）の間に挟まれた外周端部（111b）は、上記ロータコア（101）の径方向に延びていることを特徴とする回転電気機械である。

上記第１の発明では、ロータコア（101）の径方向に延びるように隔壁部（111）の外周端部（111b）を構成することにより、ロータコア（101）の回転動作に伴ってロータコア（101）に遠心力（F）が作用する際に、隔壁部（111）の外周端部（111b）に作用する曲げ応力を低減することができる。これにより、隔壁部（111）の外周端部（111b）の周方向の変形を抑制することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、上記複数のスロット（S111）のうち最外周側に配置されたスロット（S111）の径方向の外周側の部分は、上記ロータコア（101）の外縁部に配置された最外周コア部（112）によって構成され、上記最外周コア部（112）は、上記最外周側に配置されたスロット（S111）に設けられた一対のブリッジ部（113）と上記ロータコア（101）の回転中心（O）とをそれぞれ結ぶ２つの基準線（L1,L2）の間に配置されていることを特徴とする回転電気機械である。

上記第２の発明では、最外周側に配置されたスロット（S111）に設けられた一対のブリッジ部（113）とロータコア（101）の回転中心（O）とをそれぞれ結ぶ２つの基準線（L1,L2）の間に最外周コア部（112）を配置することにより、ロータコア（101）の回転動作に伴ってロータコア（101）に遠心力（F）が作用する際に、最外周コア部（112）（より具体的には、最外周コア部（112）の周方向の両端部）に作用する曲げ応力を低減することができる。これにより、最外周コア部（112）の周方向の変形を抑制することができる。

第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）は、該隔壁部（111）のうち上記ロータコア（101）の径方向において隣接している２つの磁石収容空間（S111a）の間に挟まれた基幹部（111a）の幅（Wa）よりも広くなっていることを特徴とする回転電気機械である。

上記第３の発明では、ロータコア（101）の径方向に延びるように隔壁部（111）の外周端部（111b）を構成することにより、隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）を隔壁部（111）の基幹部（111a）の幅（Wa）よりも広くすることが可能となる。このように構成することにより、隔壁部（111）の外周端部（111b）における磁束通過量を増加させることができる。

第４の発明は、上記第１〜第３の発明のいずれか１つにおいて、上記バリア空間（S111b）の開口の周方向幅（Wc）は、上記磁極毎に上記ロータコア（101）の径方向に形成された複数のスロット（S111）の間において異なっていることを特徴とする回転電気機械である。

上記第４の発明では、ロータ（11）の磁極毎にロータコア（101）の径方向に配列された複数のスロット（S111）の間においてバリア空間（S111b）の開口の周方向幅（Wc）が異なるように構成することにより、ロータ（11）の各磁極を構成する複数の永久磁石（100）とステータ（12）との間にそれぞれ発生する複数のコギングトルクの周期をずらすことができる。

第５の発明は、上記第１〜第４の発明のいずれか１つにおいて、上記複数のスロット（S111）の各々に設けられた一対のブリッジ部（113）は、上記ロータコア（101）の回転中心（O）を中心とする円周（C）上に配置されていることを特徴とする回転電気機械である。

上記第５の発明では、複数のスロット（S111）の各々に設けられた一対のブリッジ部（113）をロータコア（101）の回転中心（O）を中心とする円周（C）上に配置することにより、ロータコア（101）に埋設された永久磁石（100）の各々の周方向の端部とステータ（12）の内周面との間の距離を一定にすることができる。

第６の発明は、上記第１〜第５の発明のいずれか１つにおいて、上記永久磁石（100）は、ボンド磁石であることを特徴とする回転電気機械である。

第６の発明では、永久磁石（100）をボンド磁石によって構成することにより、永久磁石（100）とブリッジ部（113）との隙間を低減することができる。これにより、ロータコア（101）の剛性を強化することができる。また、永久磁石（100）のパーミアンス係数を大きくすることができる。

第１の発明によれば、隔壁部（111）の外周端部（111b）の周方向の変形を抑制することができるので、ロータコア（101）の回転動作に伴うバリア空間（S111b）の変形を抑制することができる。したがって、ロータコア（101）のギャップ精度の劣化を抑制することができる。

第２の発明によれば、最外周コア部（112）の周方向の変形を抑制することができるので、ロータコア（101）の周方向において最外周コア部（112）に隣接しているバリア空間（S111b）の変形を抑制することができる。したがって、ロータコア（101）のギャップ精度の劣化をさらに抑制することができる。

第３の発明によれば、隔壁部（111）の外周端部（111b）における磁束通過量を増加させることができるので、リラクタンストルクを増加させることができる。

第４の発明によれば、ロータ（11）の各磁極を構成する複数の永久磁石（100）とステータ（12）との間にそれぞれ発生する複数のコギングトルクの周期をずらすことができるので、ロータ（11）に発生するコギングトルクの振幅を低減することができる。

第５の発明によれば、ロータコア（101）に埋設された永久磁石（100）の各々の周方向の端部とステータ（12）の内周面との間の距離を一定にすることができるので、ロータ（11）の減磁をさらに低減することができる。

第６の発明によれば、ロータコア（101）の剛性を強化することができるので、隔壁部（111）の外周端部（111b）の曲げ応力に対する耐性を向上させることができる。また、永久磁石（100）のパーミアンス係数を大きくすることができるので、永久磁石（100）の磁力を有効に使用することができる。

回転電気機械を備える圧縮機の構成例について説明するための縦断面図。 回転電気機械の構成例について説明するための横断面図。 ロータコアの構成例について説明するための横断面図。 ロータコアの各部について説明するための拡大図。 ロータコア（比較例）の変形について説明するための拡大図。 ロータコア（本実施形態）の変形について説明するための拡大図。 回転電気機械の変形例１について説明するための横断面図。 回転電気機械の変形例２について説明するための横断面図。

以下、この発明の実施の形態を図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一または相当部分には同一の符号を付しその説明は繰り返さない。

（圧縮機）
図１は、この発明の実施形態による回転電気機械（10）を備えている圧縮機（1）の構成例を示している。圧縮機（1）は、例えば、空気調和機（図示を省略）に用いられ、空気調和機の室外機（図示を省略）に設置されている。圧縮機（1）は、回転電気機械（10）の他に、駆動軸（20）と、圧縮機構（30）と、ケーシング（40）とを備えている。回転電気機械（10）は、ロータ（11）と、ロータ（11）が挿通されるステータ（12）とを備えている。ここでは、回転電気機械（10）は、電動機（より具体的には、埋込磁石型モータ）を構成している。回転電気機械（10）は、ケーシング（40）に収容され、駆動軸（20）を介して圧縮機構（30）を駆動するために用いられている。圧縮機構（30）は、スクロール型圧縮機構やロータリ型圧縮機構であっても良いし、その他の圧縮機構であっても良い。

（回転電気機械）
図２は、回転電気機械（10）の横断面を示している。以下の説明において、「軸方向」は、駆動軸（20）の軸心（回転中心（O））の方向のことであり、「径方向」は、駆動軸（20）の軸方向と直交する方向のことであり、「外周側」は、回転中心（O）からより遠い側のことであり、「内周側」は、回転中心（O）により近い側のことである。また、「縦断面」は、軸方向に沿った断面のことであり、「横断面」は、軸方向に直交する断面のことである。回転電気機械（10）は、ロータ（11）と、ステータ（12）とを備えている。

〔ステータ〕
ステータ（12）は、円筒状のステータコア（201）と、コイル（202）とを備えている。

〈ステータコア〉
ステータコア（201）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて積層板を作製し、複数の積層板を軸方向に積層することにより構成された積層コアである。ステータコア（201）は、バックヨーク部（211）と、複数のティース部（212,212,…）と、複数のツバ部（213,213,…）とを備えている。

バックヨーク部（211）は、ステータコア（201）の外周部に形成され、円環状に形成されている。バックヨーク部（211）の外周は、ケーシング（40）の内面に固定されている。

ティース部（212）は、バックヨーク部（211）の内周面から径方向に伸びる直方体状に形成されている。ティース部（212,212,…）の間には、コイル（202）が収容されるコイル用スロット（214,214,…）が形成されている。

ツバ部（213）は、ティース部（212）の内周側に連続形成されている。ツバ部（213）は、ティース部（212）よりも幅（周方向の長さ）が大きく構成され、内周側の面が円筒面に形成されている。ツバ部（213）の円筒面は、ロータ（11）の外周面（円筒面）と所定の距離（エアギャップ（G））をもって対向している。

〈コイル〉
コイル（202）は、いわゆる集中巻方式により、ティース部（212）に巻回されている。すなわち、１つのティース部（212）ごとにコイル（202）が巻回され、巻回されたコイル（202）は、コイル用スロット（214）内に収容されている。これにより、ティース部（212,212,…）の各々において電磁石が形成されている。

〔ロータ〕
ロータ（11）は、複数（ここでは、１２個）の永久磁石（100,100,…）と、円柱状に形成されたロータコア（101）とを備えている。また、ロータ（11）は、ロータ（11）の回転中心（O）回りに所定のピッチで配置された複数の磁極を有し、ロータ（11）の各磁極は、複数の永久磁石（100,100,…）によって構成されている。ここでは、ロータ（11）の４つの磁極が、ロータ（11）の回転中心（O）回りに９０度ピッチで配置され、ロータ（11）の４つの磁極の各々が、３個の永久磁石（100,100,100）によって構成されている。

〈永久磁石〉
永久磁石（100）は、希土類金属を用いた永久磁石（例えば、ネオジム鉄ボロン系の磁石や、フェライト磁石など）である。また、複数の永久磁石（100,100,…）は、ロータ（11）の磁極毎に、複数（ここでは、３個）の永久磁石（100,100,100）がロータコア（101）の径方向に配列されるように、ロータコア（101）に埋設されている。ここでは、永久磁石（100）の横断面形状は、内周側が凸となる円弧状に形成されている。また、ロータ（11）の各磁極において、３個の永久磁石（100,100,100）の長さ（弧長）は、外周側の永久磁石（100）ほど短くなっている。

〈ロータコア〉
次に、図３を参照して、ロータコア（101）について説明する。ロータコア（101）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて積層板を作製し、複数の積層板を軸方向に積層することにより構成されている。ロータコア（101）の中心には、軸穴（S110）が形成されている。軸穴（S110）には、焼き嵌めなどによって駆動軸（20）が固定されている。

《スロット》
ロータコア（101）には、ロータ（11）の磁極毎に、複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）が形成されている。複数のスロット（S111,S111,…）は、複数の永久磁石（100,100,…）（図３では、図示を省略）をそれぞれ収容している。

スロット（S111）は、ロータコア（101）の軸方向に貫通している。さらに、ロータ（11）の各磁極において、スロット（S111）は、そのロータ（11）の磁極の中心（Pc）とロータコア（101）の回転中心（O）とを結ぶ磁極中心線（Lc）が通過する中央部からロータコア（101）の外縁まで延びている。さらに、スロット（S111）の周方向の両端部は、開口している。ここでは、スロット（S111）の横断面形状は、内周側が凸となる略円弧状に形成されている。

《スロット内の構造》
次に、スロット（S111,S111,…）の各々の内部の構造について説明する。複数のスロット（S111,S111,…）の各々は、一対のブリッジ部（113,113）によって、磁石収容空間（S111a）と、一対のバリア空間（S111b）とに区画されている。

−ブリッジ部−
一対のブリッジ部（113,113）は、スロット（S111）の径方向の外周側の部分（より具体的には、径方向の外周側の壁面）と径方向の内周側の部分（より具体的には、径方向の内周側の壁面）とを連結している。

−磁石収容空間−
磁石収容空間（S111a）は、スロット（S111）の中央部に配置された空間である。磁石収容空間（S111a）の周方向の両端部（より具体的には、周方向の両壁面）は、一対のブリッジ部（113,113）によって構成されている。すなわち、磁石収容空間（S111a）の周方向の両端部は、一対のブリッジ部（1113,113）によって閉塞されている。ここでは、磁石収容空間（S111a）の横断面形状は、永久磁石（100）の横断面形状に対応する形状（ここでは、内周側が凸となる円弧状）に形成されている。

また、磁石収容空間（S111a）には、永久磁石（100）が収容されている。ここでは、永久磁石（100）は、射出成形によって形成されたボンド磁石である。より具体的には、永久磁石（100）は、磁石収容空間（S111a）に磁石用材料を射出することによって形成されている。

−バリア空間−
一対のバリア空間（S111b,S111b）は、磁石収容空間（S111a）の周方向の両端部にそれぞれ隣接している空間である。一対のバリア空間（S111b,S111b）は、一対のブリッジ部（113,113）からロータコア（101）の外縁へ延びて開口している。すなわち、バリア空間（S111b）の延伸方向の基端部（より具体的には、延伸方向の基端側の壁面）は、ブリッジ部（113）によって構成され、バリア空間（S111b）の延伸方向の先端部（より具体的には、延伸方向の先端側の壁面）は、開口している。

《スロット周辺の構造》
次に、スロット（S111,S111,…）の各々の周辺の構造について説明する。複数のスロット（S111,S111,…）は、ロータコア（101）の径方向において、それぞれの間が隔壁部（111）によって隔てられている。

また、ロータ（11）の各磁極において、ロータコア（101）の径方向に配列された複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）のうち最外周側に配置されたスロット（S111）（以下、最外周側のスロット（S111）と表記）は、最外周コア部（112）と隔壁部（111）との間に挟まれている。そして、ロータ（11）の各磁極において、ロータコア（101）の径方向に配列された複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）のうち最内周側に配置されたスロット（S111）（以下、最内周側のスロット（S111）と表記）は、隔壁部（111）とコア本体部（110）との間に挟まれている。

さらに、ロータ（11）の各磁極において、ロータコア（101）の径方向に配列された３つのスロット（S111,S111,S111）のうち最外周側のスロット（S111）および最内周側のスロット（S111）を除くスロット（S111）は、ロータコア（101）の径方向に配列された２つの隔壁部（111,111）の間に挟まれている。

《隔壁部》
ロータ（11）の各磁極において、隔壁部（111）は、そのロータ（11）の磁極の中心（Pc）とロータコア（101）の回転中心（O）とを結ぶ磁極中心線（Lc）が通過する中央部からロータコア（101）の外縁まで延びている。ここでは、隔壁部（111）の横断面形状は、内周側が凸となる略円弧状に形成されている。

《隔壁部の構造》
また、隔壁部（111）は、基幹部（111a）と、一対の外周端部（111b,111b）とを有している。後で詳述するように、ロータコア（101）の周方向において隔壁部（111）に隣接している２つのブリッジ部（113,113）の間に挟まれた部分が、隔壁部（111）の基幹部（111a）と外周端部（111b）との境界部分となる。

−基幹部−
基幹部（111a）は、隔壁部（111）の中央部に配置されている。また、隔壁部（111）の基幹部（111a）は、ロータコア（101）の径方向においてその隔壁部（111）に隣接している２つの磁石収容空間（S111a,S111a）の間に挟まれている。換言すれば、隔壁部（111）の基幹部（111a）の周方向の一方の端部（または、他方の端部）は、その隔壁部（111）によって隔てられた２つのスロット（S111,S111）にそれぞれ設けられた一方のブリッジ部（113,113）（または、他方のブリッジ部（113,113））によって支持されている。ここでは、基幹部（111a）の横断面形状は、内周側が凸となる円弧状に形成されている。

−外周端部−
一対の外周端部（111b,111b）は、基幹部（111a）の周方向の両端部にそれぞれ隣接し、基幹部（111a）の周方向の両端部からロータコア（101）の外縁へそれぞれ延びている。また、隔壁部（111）の外周端部（111b）は、ロータコア（101）の周方向においてその隔壁部（111）に隣接している２つのバリア空間（S111b,S111b）の間に挟まれている。換言すれば、隔壁部（111）の一方の外周端部（111b）（または、他方の外周端部（111b））の延伸方向の基端部は、その隔壁部（111）に隣接する２つのスロット（S111,S111）にそれぞれ設けられた一方のブリッジ部（113,113）（または、他方のブリッジ部（113,113））によって支持されている。

さらに、外周端部（111b）は、ロータコア（101）の径方向に延びている。ここでは、外周端部（111b）の横断面形状は、略矩形状に形成されている。

《最外周コア部》
ロータ（11）の各磁極において、最外周コア部（112）は、ロータコア（101）の外縁部に配置されている。最外周コア部（112）の径方向の外周側の部分（より具体的には、径方向の外周側の壁面）は、ロータコア（101）の外周面の一部を構成している。また、最外周コア部（112）の径方向の内周側の部分（より具体的には、径方向の内周側の壁面）は、最外周側のスロット（S111）の径方向の外周側の部分（より具体的には、径方向の外周側の壁面）を構成している。ここでは、最外周コア部（112）の内周側の部分の横断面形状は、内周側が凸となる略円弧状に形成されている。

また、最外周コア部（112）は、２つの基準線（L1,L2）の間に配置されている。基準線（L1,L2）は、最外周側のスロット（S111）に設けられた一対のブリッジ部（113,113）（より具体的には、ブリッジ部（113,113）と最外周コア部（112）との連結点（P1,P2））とロータコア（101）の回転中心（O）とをそれぞれ結んでいる。

《コア本体部》
コア本体部（110）は、ロータコア（101）の中心部に配置されている。また、コア本体部（110）は、ロータ（11）の複数の磁極にそれぞれ対応する複数（ここでは、４つ）の壁面を有している。コア本体部（110）の壁面は、最内周側のスロット（S111）の径方向の内周側の壁面を構成している。ここでは、コア本体部（110）の壁面の横断面形状は、内周側が凸となる略円弧状に形成されている。

また、コア本体部（110）の複数（ここでは、４つ）の角部の各々は、ロータコア（101）の周方向においてその角部に隣接している２つのバリア空間（113,113）の間に挟まれている。換言すれば、コア本体部（110）の角部の基端部は、ロータコア（101）の周方向においてそのコア本体部（110）の角部によって隔てられた２つの最内周側のスロット（S111,S111）に設けられたブリッジ部（113,113）に支持されている。すなわち、コア本体部（110）の角部は、ロータコア（101）の周方向においてその角部に隣接している２つのブリッジ部（113,113）の挟まれた部分よりも外周側の部分に相当する。

さらに、コア本体部（110）の角部は、ロータコア（101）の径方向に延びている。ここでは、コア本体部（110）の角部の横断面形状は、略矩形状に形成されている。

〈ロータコアの各部の詳細〉
次に、図４を参照して、ロータコア（101）の各部について詳細に説明する。

《隔壁部の外周端部の形状》
隔壁部（111）の基幹部（111a）の幅（Wa）は、一定になっている。また、隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）も、一定になっている。すなわち、外周端部（111b）の一対の側壁面（より具体的には、外周端部（111b）の幅方向において互いに対向する一対の壁面）の横断面形状は、外周端部（111b）の延伸方向（X）に平行に形成されている。さらに、隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）は、隔壁部（111）の基幹部（111a）の幅（Wa）よりも広くなっている。

《バリア空間の開口幅》
ロータ（11）の各磁極において、バリア空間（S111b）の開口の周方向幅（Wc）は、ロータコア（101）の径方向に配列された複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）の間において異なっている。

《コア本体部の角部の形状》
コア本体部（110）の角部の幅は、一定になっている。すなわち、コア本体部（110）の角部の一対の側壁面（より具体的には、コア本体部（110）の角部の幅方向において互いに対向する一対の壁面）の横断面形状は、コア本体部（110）の角部の延伸方向（Y）に平行に形成されている。

〔遠心力による変形〕
次に、図５および図６を参照して、ロータ（11）の回転動作に伴うロータコア（101）の変形について説明する。図５は、ロータコア（101）の比較例（以下、ロータコア（901）と表記）の横断面の拡大図であり、図６は、この実施形態におけるロータコア（101）の横断面の拡大図である。

〈比較例〉
図５のように、ロータコア（901）では、隔壁部（911）の外周端部（911b）は、ロータコア（901）の径方向に延びておらず、隔壁部（911）の基幹部（911a）の中心線（内周側が凸となる円弧）の延長線に沿って延びている。すなわち、隔壁部（911）の外周端部（911b）の延伸方向（Z）は、外周端部（911b）の重心（P9）とロータコア（901）の回転中心（O）とを結ぶ線（L9）に対して傾いている。また、隔壁部（911）の外周端部（911b）の幅は、隔壁部（911）の基幹部（911a）の幅と同一になっている。

ロータコア（901）が回転すると、隔壁部（911）の外周端部（911b）に遠心力（F）が作用することになる。このとき、遠心力（F）が作用する方向は、隔壁部（911）の外周端部（911b）の延伸方向（Z）に対して傾いているので、隔壁部（911）の外周端部（911b）には、ロータコア（901）の周方向に曲げ応力が作用するとともに、ロータコア（901）の径方向に引張応力が作用することになる。したがって、隔壁部（911）の外周端部（911b）がロータコア（901）の径方向および周方向の両方に変形することになるので、バリア空間（S911b）は、ロータコア（101）の径方向だけではなく周方向にも変形してしまう。その結果、ロータコア（901）のギャップ精度が劣化してしまう。

〈伸び量および曲がり量〉
ここで、ロータコア（901）における引張応力による伸び量（δ）および曲げ応力による曲がり量（ｖ）について説明する。伸び量（δ）および曲がり量（v）は、それぞれ、次の数式１および数式２のように表現することができる。

δ＝（F1×L）／（E×A）＝（F1×L）／（E×b×h）…［数式１］
v＝（F2×L³）／（3×E×I）＝（F×L×12）／（3×E×b×h³）…［数式２］
ただし、
F1：引張応力 F2：曲げ応力
E：縦弾性係数 I：断面二次モーメント（I＝（b×h³）／12）
L：外周端部（911b）の径方向長さ A：外周端部（911b）の縦断面の面積
b：外周端部（911b）の軸方向長さ h：外周端部（911b）の幅方向長さ
である。

また、ロータコア（901）において、外周端部（911b）の延伸方向（Z）が外周端部（911b）の重心（P9）とロータコア（901）の回転中心（O）とを結ぶ線（L9）に対して３０°傾いているとすると、引張応力（F1）は、遠心力（F）の約０．８６６倍（≒（√３／２））となり、曲げ応力（F2）は、遠心力（F）の０．５倍となる。さらに、L＝10［mm］，b＝50［mm］，h＝5［mm］とすると、伸び量（δ）および曲がり量（v）は、それぞれ、次の数式３および数式４のようになる。

δ≒（F×0.866×10）／（E×50×5）≒0.035×（F／E）…［数式３］
v＝（F×0.5×10×12）／（3×E×50×5³）＝0.32×（F／E）…［数式４］
このように、曲がり量（v）は、伸び量（δ）よりも大きくなる（上記の例では、約9.14倍となる）。

〈本実施形態〉
一方、図６のように、この実施形態におけるロータコア（101）では、隔壁部（111）の外周端部（111b）は、ロータコア（101）の径方向に延びている。すなわち、隔壁部（111）の外周端部（111b）の延伸方向（X）は、外周端部（111b）の重心（P0）とロータコア（101）の回転中心（O）とを結ぶ線（L0）に一致している。

ロータコア（101）が回転すると、隔壁部（111）の外周端部（111b）に遠心力（F）が作用することになる。このとき、遠心力（F）が作用する方向は、隔壁部（911）の外周端部（111b）の延伸方向（X）と同一になるので、隔壁部（111）の外周端部（111b）は、ロータコア（101）の径方向に引張応力が作用するが、ロータコア（101）の周方向には曲げ応力が作用しない（または、ほとんど作用しない）ことになる。このように、隔壁部（111）の外周端部（111b）に作用する曲げ応力を低減することができる。したがって、隔壁部（111）の外周端部（111b）は、ロータコア（101）の径方向には変形するが、ロータコア（101）の周方向には変形しない（または、ほとんど変形しない）ので、バリア空間（S111b）の周方向の変形を抑制することができる。

〔本実施形態による効果〕
以上のように、ロータコア（101）の径方向に延びるように隔壁部（111）の外周端部（111b）を構成することにより、ロータコア（101）の回転動作に伴ってロータコア（101）に遠心力（F）が作用する際に、隔壁部（111）の外周端部（111b）に作用する曲げ応力を低減することができる。これにより、隔壁部（111）の外周端部（111b）の周方向の変形を抑制することができるので、ロータコア（101）の回転動作に伴うバリア空間（S111b）の変形を抑制することができる。したがって、ロータコア（101）のギャップ精度の劣化を抑制することができる。

また、最外周側のスロット（S111）に設けられた一対のブリッジ部（113,113）とロータコア（101）の回転中心（O）とをそれぞれ結ぶ２つの基準線（L1,L2）の間に最外周コア部（112）を配置することにより、ロータコア（101）の回転動作に伴ってロータコア（101）に遠心力（F）が作用する際に、最外周コア部（112）（より具体的には、最外周コア部（112）の周方向の両端部）に作用する曲げ応力を低減することができる。これにより、最外周コア部（112）の周方向の変形を抑制することができるので、ロータコア（101）の周方向において最外周コア部（112）に隣接しているバリア空間（S111b,S111b）の変形を抑制することができる。したがって、ロータコア（101）のギャップ精度の劣化をさらに抑制することができる。なお、最外周コア部（112）は、最外周側のスロット（S111）に設けられた一対のブリッジ部（113,113）とロータコア（101）の回転中心（O）とをそれぞれ結ぶ２つの基準線（L1,L2）の間に配置されていなくても良い。

さらに、ロータコア（101）の径方向に延びるように隔壁部（111）の外周端部（111b）を構成することにより、隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）を隔壁部（111）の基幹部（111a）の幅（Wa）よりも広くすることが可能となる。このように構成することにより、隔壁部（111）の外周端部（111b）における磁束通過量を増加させることができるので、リラクタンストルクを増加させることができる。なお、隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）は、隔壁部（111）の基幹部（111a）の幅（Wa）よりも狭くなっていても良いし、同等の幅になっていても良い。

また、ロータ（11）の磁極毎にロータコア（101）の径方向に配列された複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）の間においてバリア空間（S111b）の開口の周方向幅（Wc）が異なるように構成することにより、ロータ（11）の各磁極を構成する複数（ここでは、３個）の永久磁石（100,100,100）とステータ（12）との間にそれぞれ発生する複数（ここでは、３つ）のコギングトルクの周期をずらすことができる。これにより、ロータ（11）に発生するコギングトルクの振幅を低減することができる。なお、バリア空間（S111b）の開口の周方向幅（Wc）は、ロータ（11）の磁極毎にロータコア（101）の径方向に配列された複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）の間において同一となっていても良い。

また、永久磁石（100）をボンド磁石によって構成する（すなわち、永久磁石（100）を磁石収容空間（S111a）に磁石用材料を射出することによって形成する）ことにより、永久磁石（100）とブリッジ部（113）との隙間を低減することができる。これにより、ロータコア（101）の剛性を強化することができるので、隔壁部（111）の外周端部（111b）の曲げ応力に対する耐性を向上させることができる。また、永久磁石（100）のパーミアンス係数を大きくすることができるので、永久磁石（100）の磁力を有効に使用することができる。なお、永久磁石（100）は、ボンド磁石ではなく焼結磁石によって構成されていても良い。

（ロータコアの変形例１）
図７のように、複数のスロット（S111,S111,…）の各々に設けられたブリッジ部（113,113,…）は、ロータコア（101）の回転中心（O）を中心とする円周（C）上に配置されていても良い。

このように構成することにより、ロータコア（101）に埋設された永久磁石（100,100,…）の各々の周方向の端部とステータ（12）の内周面との間の距離を一定にすることができるので、ロータ（11）の減磁をさらに低減することができる。

（ロータコアの変形例２）
図８のように、ロータ（11）の各磁極において、ロータコア（101）の径方向に配列された複数（ここでは、３個）のスロット（S111,S111,S111）に設けられたブリッジ部（113,113,…）の各々は、磁極中心線（Lc）とそのブリッジ部（113）の延伸方向（D）との間の角度（θ1）が、そのブリッジ部（113）（より具体的には、そのブリッジ部（113）の径方向外周側の連結点（P3））とロータコア（101）の回転中心（O）とを結ぶ基準線（L3）とそのブリッジ部（113）の延伸方向（D）との間の角度（θ2）よりも小さくなるように、形成されていても良い。

このように構成することにより、ブリッジ部（113）の変形を抑制することができる。

〔その他の実施形態〕
以上の説明において、回転電気機械（10）が電動機（より具体的には、埋込磁石型モータ）を構成している場合を例に挙げたが、回転電気機械（10）は、発電機を構成するものであっても良い。

また、以上の実施形態を適宜組み合わせて実施しても良い。以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、本発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。

以上説明したように、上述の回転電気機械は、圧縮機に用いられる電動機などとして有用である。

１ 圧縮機
１０ 回転電気機械
１１ ロータ
１２ ステータ
２０ 駆動軸
３０ 圧縮機構
４０ ケーシング
１０１ ロータコア
１１０ コア本体部
１１１ 隔壁部
１１１ａ 基幹部
１１１ｂ 外周端部
１１２ 最外周コア部
１１３ ブリッジ部
Ｓ１１１ スロット
Ｓ１１１ａ 磁石収容空間
Ｓ１１１ｂ バリア空間

Claims (6)

1. 磁極毎に複数の永久磁石（100）をそれぞれ収容する複数のスロット（S111）が径方向に形成されたロータコア（101）を有するロータ（11）と、
   上記ロータ（11）が挿通されるステータ（12）とを備え、
   上記複数のスロット（S111）の各々は、該スロット（S111）の中央部に配置され、一対のブリッジ部（113）によって周方向の両端部が構成された磁石収容空間（S111a）と、該磁石収容空間（S111a）の周方向の両端部にそれぞれ隣接し、該一対のブリッジ部（113）から上記ロータコア（101）の外縁へ延びて開口する一対のバリア空間（S111b）とに区画され、
   上記複数のスロット（S111）は、上記ロータコア（101）の径方向においてそれぞれの間が隔壁部（111）によって隔てられ、
   上記隔壁部（111）のうち上記ロータコア（101）の周方向において隣接している２つのバリア空間（S111b）の間に挟まれた外周端部（111b）は、上記ロータコア（101）の径方向に延びている
   ことを特徴とする回転電気機械。
2. 請求項１において、
   上記複数のスロット（S111）のうち最外周側に配置されたスロット（S111）の径方向の外周側の部分は、上記ロータコア（101）の外縁部に配置された最外周コア部（112）によって構成され、
   上記最外周コア部（112）は、上記最外周側に配置されたスロット（S111）に設けられた一対のブリッジ部（113）と上記ロータコア（101）の回転中心（O）とをそれぞれ結ぶ２つの基準線（L1,L2）の間に配置されている
   ことを特徴とする回転電気機械。
3. 請求項１または２において、
   上記隔壁部（111）の外周端部（111b）の幅（Wb）は、該隔壁部（111）のうち上記ロータコア（101）の径方向において隣接している２つの磁石収容空間（S111a）の間に挟まれた基幹部（111a）の幅（Wa）よりも広くなっている
   ことを特徴とする回転電気機械。
4. 請求項１〜３のいずれか１項において、
   上記バリア空間（S111b）の開口の周方向幅（Wc）は、上記磁極毎に上記ロータコア（101）の径方向に形成された複数のスロット（S111）の間において異なっている
   ことを特徴とする回転電気機械。
5. 請求項１〜４のいずれか１項において、
   上記複数のスロット（S111）の各々に設けられた一対のブリッジ部（113）は、上記ロータコア（101）の回転中心（O）を中心とする円周（C）上に配置されている
   ことを特徴とする回転電気機械。
6. 請求項１〜５のいずれか１項において、
   上記永久磁石（100）は、ボンド磁石である
   ことを特徴とする回転電気機械。

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