JP2017163730A

JP2017163730A - 永久磁石式回転電機

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Publication number: JP2017163730A
Application number: JP2016046821A
Authority: JP
Inventors: 希幸鈴木; Mareyuki Suzuki; 中根　芳之; Yoshiyuki Nakane; 芳之中根
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2017-09-14
Anticipated expiration: 2036-03-10
Also published as: DE102017104254A1; US20170264151A1; US10305337B2; JP6390647B2

Abstract

【課題】高速回転が可能で、トルクをアップさせ、かつトルク脈動を改善する。
【解決手段】ＩＰＭモータ１０は、固定子１２と、ロータコア１６の複数の磁石挿通孔１６ａに挿通されて固定された複数の永久磁石２０，２１を有する。永久磁石２０，２１は、固定子１２側がＮ極の３個以上のＮ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第１の組と、固定子１２側がＳ極の３個以上のＳ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第２の組とが、同一円周上に各々一つずつ配置されるようにロータコア１６に固定されている。ロータコア１６における磁石挿通孔１６ａよりも回転軸１７の径方向外側の部分である外周部は、Ｎ極磁石のうちＳ極磁石と隣り合わないＮ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部分の幅が、Ｎ極磁石のうちＳ極磁石と隣り合うＮ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成される。Ｓ極磁石に対応する箇所も同様に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、永久磁石式回転電機に係り、詳しくは複数の永久磁石がロータコアに埋め込まれた永久磁石式回転電機に関する。

三相交流誘導モータの回転数は、極数に反比例するため、高速回転を行うためには２極が好ましい。高速回転する２極のＩＰＭモータ（磁石埋め込み型モータ）においては、磁石からロータコアにかかる遠心応力が大きくなり、埋め込まれた永久磁石とロータコア表面（コア外周）との間の厚さが薄いとコアが破壊する。

応力を低減するために、永久磁石とロータコア表面（コア外周）との間の厚みを増すとトルクが下がる。また、ロータコアが大型化し、ＩＰＭの体格が大きくなる。２個の永久磁石をそれぞれ分割して実質２極の状態で各永久磁石１個当たりの遠心力を減らすことが考えられる。しかし、磁石を分割すると漏れ磁束が多くなり、トルクが低下する。

減磁作用を抑制し、トルク向上と共に回転性能を向上させるため、ロータコアの周方向にＮ極のマグネットが複数埋め込まれてマグネット磁極部が構成されたロータを有するブラシレスモータが開示されている（特許文献１参照）。このロータの各マグネット磁極部間には、ロータコアに形成されたコア磁極部がそれぞれマグネット磁極部との各境界部に空隙を以て配置され、コア磁極部をＳ極として機能させるように構成されている。そして、マグネット磁極部とコア磁極部との間の空隙は、マグネット磁極部のマグネットの径方向外側（径方向ステータ側）まで延長された空隙延長部を有する。

特開２０１２−１１０２１４号公報

特許文献１のモータではロータコアに複数のＮ極の永久磁石が隣り合う状態で配置されているが、Ｎ極の永久磁石の間にはＳ極として機能するコア磁極部が存在する。そして、モータの極数は、マグネット磁極部とコア磁極部との合計となるため、特許文献１の構成では、実質２極のモータを製造することはできない。即ち、特許文献１は、２個の永久磁石をそれぞれ分割して実質２極の状態のモータを製造することや、磁石を分割すると漏れ磁束が多くなり、トルクが低下することに対する対策を示唆することはなんら記載されていない。

本発明は、前記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高速回転が可能で、トルクをアップさせ、かつトルク脈動を改善することができる永久磁石式回転電機を提供することにある。

上記課題を解決する永久磁石式回転電機は、固定子と、複数の磁石挿通孔を有するロータコアと、前記磁石挿通孔に挿通されて前記ロータコアに固定された複数の永久磁石と、前記ロータコアに固定される回転軸と、を有する永久磁石式回転電機である。そして、前記複数の永久磁石は、前記固定子側がＮ極のＮ極磁石と、前記固定子側がＳ極のＳ極磁石とを備えるとともに、３個以上の前記Ｎ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第１の組と、３個以上の前記Ｓ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第２の組とが、同一円周上に各々一つずつ配置されるように前記ロータコアに固定されている。前記ロータコアにおける前記磁石挿通孔よりも前記回転軸の径方向外側の部分である外周部は、前記Ｎ極磁石のうち前記Ｓ極磁石と隣り合わない前記Ｎ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部分の幅が、前記Ｎ極磁石のうち前記Ｓ極磁石と隣り合う前記Ｎ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されるとともに、前記Ｓ極磁石のうち前記Ｎ極磁石と隣り合わない前記Ｓ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部の幅が、前記Ｓ極磁石のうち前記Ｎ極磁石と隣り合う前記Ｓ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成される。ここで、「幅」とは、回転軸の径方向の長さを意味する。また、「Ｎ極磁石に対応する箇所」とは、そのＮ極磁石の回転軸の径方向に延びる２つの面の間で、かつ回転軸に対して遠い側の面に対向する部分を意味し、「Ｓ極磁石に対応する箇所」とは、そのＳ極磁石の回転軸の径方向に延びる２つの面の間で、かつ回転軸に対して遠い側の面に対向する部分を意味する。

この構成の永久磁石式回転電機は、永久磁石の合計が６個以上であるが、Ｎ極が固定子側となるように設けられた永久磁石同士が隣り合い、Ｓ極が固定子側となるように設けられた永久磁石同士が隣り合う状態で設けられているため、実質２極の回転電機として機能する。そのため、高速回転に適する。また、ロータコア部分の厚さが大きく（厚く）なっている部分と対向する状態で、Ｎ極が固定子側となるように設けられた永久磁石から固定子側に向かう磁束の流れが、他の永久磁石から他のロータコア部分に向かう磁束の流れより集中的に流れるため、トルクが大きくなる。したがって、この発明の永久磁石式回転電機は、高速回転が可能で、トルクをアップさせることができる。

前記ロータコア部分の厚さは、回転方向先端側が大きく形成されていることが好ましい。Ｎ極が固定子側となるように設けられた永久磁石から固定子側に向かう磁束の流れは、ロータコアの部分から均等に固定子側に向かって流れるのではなく、回転方向先端側に集中する。そのため、ロータコア部分の厚さを均一に大きく（厚く）するのではなく、回転方向先端側を大きくする方が、ロータコア部分の厚さを均一に大きく（厚く）する場合に比べて、ロータコアを軽くして同じトルクアップ効果を発揮することができる。

前記永久磁石式回転電機は、遠心圧縮機用の回転電機であることが好ましい。上記の永久磁石式回転電機は、高速回転に適しているため、遠心圧縮機用の回転電機として有効に使用できる。

本発明によれば、高速回転が可能で、トルクをアップさせ、かつトルク脈動を改善することができる。

（ａ）は回転電機の模式断面図、（ｂ）はロータの部分拡大図。（ａ）は厚みが一定の場合の表面力のベクトル図、（ｂ）は一部の厚みが増した場合の表面力のベクトル図。回転角とティーストルクとの関係を示す模式図。別の実施形態のロータの部分模式図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１（ａ）に示すように、永久磁石式回転電機としてのＩＰＭモータ（永久磁石埋め込み型回転電機）１０は、ハウジング１１の内周面に、固定子（ステータ）１２が固定されている。固定子１２は、円筒状で内側に複数のティース１３が等間隔で設けられている。ティース１３にはコイル（巻線）１４が巻かれている。

固定子１２の内側には、回転子（ロータ）１５が配置されている。回転子１５は、円板状の電磁鋼板を複数枚（例えば数十枚）積層してロータコア１６が構成されている。ロータコア１６の中心に回転軸１７が一体回転可能に嵌合固定されるとともに、回転軸１７が図示しない軸受けを介してハウジング１１に回転可能に支持されている。ロータコア１６は複数の磁石挿通孔１６ａを有し、磁石挿通孔１６ａには永久磁石２０，２１が挿通されて、固定されている。即ち、ＩＰＭモータ１０は、固定子１２と、複数の磁石挿通孔１６ａを有するロータコア１６と、磁石挿通孔１６ａに挿通されてロータコア１６に固定された複数の永久磁石２０，２１と、ロータコア１６に固定される回転軸１７と、を有する。

ロータコア１６には、ロータコア１６の半分に、複数の永久磁石２０が、Ｎ極が固定子１２側となるよう同一円周上に設けられ、残りの半分に複数の永久磁石２１が、Ｓ極が固定子１２側となるよう同一円周上に設けられている。即ち、ロータコア１６には、複数の永久磁石２０，２１が同一円周上に配置され、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられたＮ極磁石としての永久磁石２０同士が隣り合い、Ｓ極が固定子１２側となるように設けられたＳ極磁石としての永久磁石２１同士が隣り合うように設けられている。複数の永久磁石２０，２１は、Ｎ極磁石（永久磁石２０）同士が隣り合って配置されて構成される第１の組と、Ｓ極磁石（永久磁石２１）同士が隣り合って配置されて構成される第２の組とが、同一円周上に各々一つずつ配置されるようにロータコア１６に固定されている。永久磁石２０，２１は同じ大きさに形成され、永久磁石２０及び永久磁石２１はロータコア１６上の対称位置に設けられている。永久磁石２０，２１はそれぞれ３個以上、この実施形態では４個ずつ設けられている。

ロータコア１６の外周部には、永久磁石２０と永久磁石２１との間に対応する箇所に略Ｖ字状の溝部２３が設けられている。また、ロータコア１６の外周部には、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた隣り合う永久磁石２０に挟まれた３箇所と対応する箇所のうちの中央の箇所に略Ｖ字状の溝部２４ａが設けられ、両側の２箇所には溝部２４ａより幅が狭く形成された溝部２４ｂが設けられている。

溝部２３，２４ａ，２４ｂは、底面が複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線２５より外側となる形状に形成されている。
図１（ｂ）に示すように、溝部２４ａは、円弧面状の底面２６と、底面２６に連続する２個の側面２７とを備えている。各側面２７は、底面２６の円弧面に滑らかに連続する一平面で構成されている。即ち、溝部２４ａは、断面略Ｖ字状に形成されている。溝部２４ｂは、溝部２４ａの曲率半径と同じ曲率半径の底面２６を有し、溝幅を溝部２４ａの溝幅より狭くするため、固定子１２と対向する側の幅が、溝部２４ａの固定子１２と対向する側の幅より狭い断面略Ｕ字状に形成されている。詳述すると、溝部２４ｂの側面２７は、溝部２４ａと同じ円弧面状の底面２６に滑らかに連続する平面と、溝部２４ｂを２等分する仮想平面と平行に延びる平面との２つの平面で構成されている。

ロータコア１６は、Ｎ極が固定子側となるように設けられ、かつ両隣にも永久磁石２０が配置された２個の永久磁石２０のうち図１（ａ）で右側に位置する永久磁石２０と対向するロータコア部分２８ａの厚さが、図１（ｂ）に示すように、少なくとも一部が、隣り合う永久磁石２０と対向するロータコア部分２８ｂの厚さより大きく（厚く）形成されている。この実施形態では、ロータコア部分２８ａの厚さは、回転方向後端側と回転方向先端側との中央付近までは、ロータコア部分２８ｂの厚さと同じ一定の厚さで形成され、中央付近から回転方向先端側が次第に大きくなるように形成されている。ロータコア１６のＳ極が固定子側となるように設けられた永久磁石２１と対向する部分は、Ｎ極が固定子側となるように設けられた永久磁石２０と対向する部分と対称に形成されている。

即ち、ロータコア１６における磁石挿通孔１６ａよりも回転軸１７の径方向外側の部分である外周部は、Ｎ極磁石（永久磁石２０）のうちＳ極磁石（永久磁石２１）と隣り合わないＮ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部分の幅、即ち回転軸１７の径方向の長さが、Ｎ極磁石のうちＳ極磁石と隣り合うＮ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されている。また、前記外周部は、Ｓ極磁石のうちＮ極磁石と隣り合わないＳ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部の幅が、Ｓ極磁石のうちＮ極磁石と隣り合うＳ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されている。

なお、「Ｎ極磁石に対応する箇所」とは、そのＮ極磁石の回転軸１７の径方向に延びる２つの面の間で、かつ回転軸１７に対して遠い側の面に対向する部分、即ち溝部２４ａと溝部２４ｂとに挟まれたロータコア部分２８ａを意味する。同様に、「Ｓ極磁石に対応する箇所」とは、そのＳ極磁石の回転軸１７の径方向に延びる２つの面の間で、かつ回転軸１７に対して遠い側の面に対向する部分、即ち溝部２４ａと溝部２４ｂとに挟まれたロータコア部分を意味する。

次に前記のように構成されたＩＰＭモータ１０の作用を説明する。
ＩＰＭモータ１０が負荷状態で駆動される場合は、固定子１２のコイル１４に電流が供給されて固定子１２に回転磁界が発生し、回転子１５に回転磁界が作用する。そして、回転磁界と永久磁石２０，２１との間の磁気的な吸引力及び反発力により回転子１５が回転磁界と同期して回転する。

Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０で発生した磁束が回転子１５の回転に効率よく寄与するためには、永久磁石２０で発生した磁束がティース１３に入力されるとともに、入力されたティース１３と異なるティース１３を経てＳ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１に流入する必要がある。

ロータコア１６の外周面に溝部２４ａ，２４ｂが設けられていない場合は、永久磁石２０から発生した磁束の一部が、ロータコア１６の表面と、永久磁石２０の固定子１２側の表面との間のロータコア１６の部分を流れ易くなる。しかし、ロータコア１６の外周面に溝部２４ａ，２４ｂが設けられている場合は、永久磁石２０から発生した磁束が、溝部２４ａ，２４ｂの存在により、ロータコア１６の周方向へ行き難くなって、固定子１２側へ効率良く流れる。また、ティース１３から回転子１５に流入する磁束が、Ｓ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１に向かってロータコア１６内を流れ易くなる。また、同極間の磁路Ｄが狭くなることで漏れ磁束を低減できる。そのため、永久磁石２０から発生した磁束が、固定子１２側へ効率良く流れるため、トルクをアップさせる。

あるステータティース１本にかかる表面力の回転方向成分の総和であるティーストルクをベクトル線で示すと、溝部２４ａ，２４ｂと対応する箇所においてベクトル線の大きさ及び向きが変化する。そして、溝部２４ａ，２４ｂと対応する箇所におけるベクトルの大きさは、断面略Ｖ字状の溝部２４ａと対応する箇所に比べて、溝部２４ａより溝幅が狭い断面略Ｕ字状の溝部２４ｂと対応する箇所の方が大きくなり、かつ固定子１２側に向かって立ち上がる状態になる。

また、ロータコア１６に同じ断面略Ｕ字状の溝部２４ｂが形成されている場合であっても、溝部２４ｂを挟んだロータコア１６の外周までの距離が同じ場合に比べて、同じ断面略Ｕ字状の溝部２４ｂ挟んだロータコア１６の外周までの距離が異なる場合では、溝部２４ｂと対応する箇所におけるベクトル線の大きさ及び向きが変化する。

図２（ａ）は溝部２４ｂを挟んだロータコア１６の外周までの距離が同じ場合の、溝部２４ｂと対応する箇所及びその前後におけるベクトルを示す。図２（ｂ）は溝部２４ｂを挟んだロータコア１６の外周までの距離が異なり、溝部２４ｂの回転方向上流側に、回転方向先端側が次第に大きく（厚く）形成されているロータコア部分２８ａが位置し、回転方向下流側にロータコア部分２８ｂが位置する場合の、溝部２４ｂと対応する箇所におけるベクトルを示す。

図２（ａ）、図２（ｂ）から、断面形状が略Ｕ字状の溝部２４ｂと対応する箇所におけるベクトルは、いずれも回転方向上流側（左側）の側面２７より上流側と対応するベクトルが他の箇所より大きい。しかし、２つの側面２７の高さが異なる図２（ｂ）では、２つの側面２７の高さが同じ図２（ａ）に比べて、ベクトルが大きい。そのため、図２（ｂ）に示すように、２つの側面２７の高さが異なる溝部２４ｂが存在する場合は、高さが高い側面２７側は、表面力（ティーストルク）の＋θ方向が強くなる。その結果、永久磁石２０から発生した磁束が、ロータコア部分２８ａの厚さが厚い角部から固定子１２側へ集中的に流れるため、トルクをアップさせる。

ティーストルクと、回転角との関係を図に示すと、図３に示すようになる。図３において太線は理想線を示し、細線は実際の線を示す。図２（ｂ）に示すように、２つの側面２７の高さが異なる溝部２４ｂが存在する場合、高さが高い側面２７側は、表面力（ティーストルク）の＋θ方向が強くなり、高さが低い側面２７側は、表面力の−θ方向が抑制されるため、図３において実際の線の矢印で示す箇所の値が大きくなり、理想線に近くなる。

この実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
（１）ＩＰＭモータ（永久磁石式回転電機）１０は、複数の永久磁石２０，２１がロータコア１６に埋め込まれた回転子１５を備えた永久磁石式回転電機である。そして、複数の永久磁石２０，２１は同一円周状に配置され、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた３個以上の永久磁石２０同士が隣り合い、Ｓ極が固定子側となるように設けられた３個以上の永久磁石２１同士が隣り合うように設けられている。同じ極が固定子１２側となるように設けられた隣り合う３個の永久磁石２０の中央に位置する永久磁石２０と対向するロータコア部分２８ａの厚さは、少なくとも一部が、隣り合う永久磁石２０と対向するロータコア部分２８ｂの厚さより大きく形成されている。

（１）ＩＰＭモータ（永久磁石式回転電機）１０は、固定子１２と、複数の磁石挿通孔１６ａを有するロータコア１６と、磁石挿通孔１６ａに挿通されてロータコア１６に固定された複数の永久磁石２０，２１と、ロータコア１６に固定される回転軸１７と、を有する永久磁石式回転電機である。そして、複数の永久磁石２０，２１は、固定子１２側がＮ極のＮ極磁石（永久磁石２０）と、固定子１２側がＳ極のＳ極磁石（永久磁石２１）とを備えるとともに、３個以上のＮ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第１の組と、３個以上のＳ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第２の組とが、同一円周上に各々一つずつ配置されるようにロータコア１６に固定されている。ロータコア１６における磁石挿通孔１６ａよりも回転軸１７の径方向外側の部分である外周部は、Ｎ極磁石のうちＳ極磁石と隣り合わないＮ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部分の幅が、Ｎ極磁石のうちＳ極磁石と隣り合うＮ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されるとともに、Ｓ極磁石のうちＮ極磁石と隣り合わないＳ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部の幅が、Ｓ極磁石のうちＮ極磁石と隣り合うＳ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成される。

永久磁石２０，２１の合計が６個以上であるが、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０同士が隣り合い、Ｓ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１同士が隣り合う状態で設けられているため、実質２極の回転電機として機能する。そのため、高速回転に適する。また、ロータコア１６における外周部は、Ｓ極磁石と隣り合わないＮ極磁石に対応する箇所（ロータコア部分２８ａ）の少なくとも一部分の幅が、Ｓ極磁石と隣り合うＮ極磁石に対応する箇所（ロータコア部分２８ｂ）の幅よりも長く形成されるとともに、Ｎ極磁石と隣り合わないＳ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部の幅が、Ｎ極磁石と隣り合うＳ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されている。そのため、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０から固定子１２側に向かう磁束の流れが、他の永久磁石２０から他のロータコア部分２８ｂに向かう磁束の流れより集中的に流れるため、トルクが大きくなる。したがって、ＩＰＭモータ１０は、高速回転が可能で、トルクをアップさせ、かつトルク脈動を改善することができる。

（２）ロータコア部分２８ａの厚さは、回転方向先端側が大きく形成されている。Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０から固定子１２側に向かう磁束の流れは、ロータコア１６の部分から均等に固定子１２側に向かって流れるのではなく、回転方向先端側に集中する。そのため、ロータコア部分２８ａの幅（厚さ）を均一に大きく（厚く）するのではなく、回転方向先端側を大きくする方が、ロータコア部分２８ａの厚さを均一に大きく（厚く）する場合に比べて、損失を抑えつつロータコア１６を軽くして同じトルクアップ効果を発揮することができる。

（３）ロータコア１６の外周部には、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０間及びＳ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１間に溝部２４ａ，２４ｂが設けられている。そのため、永久磁石２０から固定子１２側に向かう磁束の流れがロータコア１６の周方向へ行き難くなって、固定子１２側へ効率良く流れる。また、同極間の磁路Ｄが狭くなることで漏れ磁束を低減できる。したがって、ＩＰＭモータ１０のトルクをアップさせかつトルク脈動を改善することができる。

（４）同極が固定子１２側となるように設けられた隣り合う永久磁石２０（永久磁石２１）に挟まれた永久磁石２０（永久磁石２１）と、その両側に配置された永久磁石２０（永久磁石２１）との間に対応する状態でロータコア１６の外周面に設けられた２個の溝部２４ａ，２４ｂのうちの一方の溝部２４ｂの幅が他方の溝部２４ａの幅より狭くなるように形成されている。その結果、両方の溝部２４ａ，２４ｂが同じ幅の場合に比べて、トルク脈動が小さくなる。

（５）溝部２４ａ，２４ｂは、円弧面状の底面２６と、底面２６に連続する平面状の側面２７とを備えている。溝部２４ａ，２４ｂの底面２６を円弧面状とすることにより応力集中を緩和する効果が大きくなる。

（６）溝部２４ａ，２４ｂの底面２６は、同じ曲率半径の円弧面状に形成されている。底面２６の曲率半径の大きさによって応力緩和効果が異なるため、溝部２４ａ，２４ｂの底面２６の曲率半径の大きさを異なる値とした場合は、一方の溝部２４ａ，２４ｂの底面２６の曲率半径を応力緩和効果が最高の状態となる値に設定すると、他方は応力緩和効果が一方より劣る状態になる。しかし、溝部２４ａ，２４ｂの底面２６を、同じ曲率半径の円弧面状に形成すれば、両方の応力緩和効果を同じにすることができる。

（７）溝部２４ａ，２４ｂは、底面２６が複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線２５より外側となる形状に形成されている。溝部２４ａ，２４ｂを、溝部２４ａ，２４ｂの底面２６が仮想線２５の内側まで入り込む形状とした場合は、ロータコア１６の回転により永久磁石２０，２１に加わる遠心力による、溝部２４ａ，２４ｂの底面２６と対向するロータコア１６の支持点での応力が急激に増加する。そのため、溝部２４ａ，２４ｂは、その底面２６が複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線２５より外側となる形状に形成されていることが好ましい。

（８）ＩＰＭモータ１０は、遠心圧縮機用の回転電機である。上記の永久磁石式回転電機は、高速回転に適しているため、遠心圧縮機用の回転電機として有効に使用できる。
実施形態は前記両実施形態に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。

○ ロータコア部分２８ａは、一部の厚さが、隣り合う永久磁石２０と対向するロータコア部分２８ｂの厚さより大きく形成された構成に限らない。例えば、図４に示すように、ロータコア部分２８ａの全体の厚さがロータコア部分２８ｂの厚さより大きく、かつ一定の厚さに形成されていてもよい。

○ ロータコア部分２８ａの全体の厚さがロータコア部分２８ｂの厚さより大きく形成される場合、ロータコア部分２８ａの厚さが、回転方向後端側から回転方向先端側に向かって次第に大きくなるように形成されていてもよい。

○ ロータコア部分２８ａの一部の厚さが、隣り合う永久磁石２０と対向するロータコア部分２８ｂの厚さより大きく形成される構成として、厚さが大きな部分が非連続状態で複数形成されてもよい。厚さが大きな部分は一定の厚さでも、厚さが変化する状態であってもよい。

○ ロータコア１６は、同じ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０及び永久磁石２１の数はそれぞれ３個以上であればよく、例えば、図４に示すように、３個であってもよい。

○ 溝部２４ｂは、溝部２４ａより溝幅が狭く形成されていればよく、底面２６の曲率半径は溝部２４ａの底面２６の曲率半径と異なっていてもよい。
○ 溝部２４ｂは、側面２７が１つあるいは２つの平面で形成された形状に限らず、途中で屈曲した３つ以上の平面で構成されてもよい。

○ 溝部２４ｂは、側面２７が平面と曲面とが連続する形状であってもよい。例えば、底面２６の接線方向に対して交差する方向に延びるように形成された平面と、その平面と底面とを滑らかに接続する曲面で接続した形状であってもよい。

○ 溝部２４ａ，２４ｂの両側面２７は、底面２６を２等分し、ロータコア１６の回転中心を通る仮想平面に対して対称あるいは非対称のいずれであってもよい。
○ 永久磁石２０，２１の形状は、実施形態で図示された形状のように、固定子１２と対応する側の両端が反対側の両端に比べて曲率半径が大きな形状に限らない。例えば、長方形状や長方形の四隅に曲率半径の小さな面取りが施された形状、あるいは長方形の両端を円弧状にした形状であってもよい。

○ 溝部２４ａ，２４ｂに代えて全て溝部２３と同じ溝部を設けてもよい。また、溝部２４ａと溝部２３は同じ形状でも、そうでなくても良い。
○ ロータコア１６の外周部の、Ｎ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２０間及びＳ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１間に設けられた溝部２４ａ，２４ｂは、必ずしも全ての永久磁石２０，２１間に設ける必要はなく、例えば、一部の溝部２４ａ，２４ｂを省略してもよい。また、溝部２４ａ，２４ｂを全てなくしてもよい。

１０…永久磁石式回転電機としてのＩＰＭモータ、１２…固定子、１５…回転子、１６…ロータコア、１６ａ…磁石挿通孔、１７…回転軸、２０…Ｎ極磁石としての永久磁石、２１…Ｓ極磁石としての永久磁石。

Claims

固定子と、複数の磁石挿通孔を有するロータコアと、前記磁石挿通孔に挿通されて前記ロータコアに固定された複数の永久磁石と、前記ロータコアに固定される回転軸と、を有する永久磁石式回転電機であって、
前記複数の永久磁石は、前記固定子側がＮ極のＮ極磁石と、前記固定子側がＳ極のＳ極磁石とを備えるとともに、３個以上の前記Ｎ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第１の組と、３個以上の前記Ｓ極磁石同士が隣り合って配置されて構成される第２の組とが、同一円周上に各々一つずつ配置されるように前記ロータコアに固定され、
前記ロータコアにおける前記磁石挿通孔よりも前記回転軸の径方向外側の部分である外周部は、前記Ｎ極磁石のうち前記Ｓ極磁石と隣り合わない前記Ｎ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部分の幅が、前記Ｎ極磁石のうち前記Ｓ極磁石と隣り合う前記Ｎ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されるとともに、前記Ｓ極磁石のうち前記Ｎ極磁石と隣り合わない前記Ｓ極磁石に対応する箇所の少なくとも一部の幅が、前記Ｓ極磁石のうち前記Ｎ極磁石と隣り合う前記Ｓ極磁石に対応する箇所の幅よりも長く形成されることを特徴とする永久磁石式回転電機。
前記永久磁石式回転電機は、遠心圧縮機用の回転電機である請求項１に記載の永久磁石式回転電機。