JP2023144669A - 回転電気機械、圧縮機、冷凍装置、及び車両 - Google Patents

回転電気機械、圧縮機、冷凍装置、及び車両 Download PDF

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Yoshinari Asano
辰太郎 荒木
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Abstract

【課題】永久磁石の配置を工夫することで、永久磁石の保磁力を向上させる。【解決手段】複数の永久磁石（20）は、磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成され、永久磁石（20）は、分割面（21）と、分割面（21）とは異なる非分割面（22）と、を有し、主に磁極を形成する面のうち、ロータ（10）の回転時に複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が最大となる部分を含む永久磁石（20）の第１面は、非分割面（22）ではない。【選択図】図５

Description

本開示は、回転電気機械、圧縮機、冷凍装置、及び車両に関するものである。
特許文献１には、重希土類元素を表面近傍の結晶粒界に偏析させた焼結磁石を磁化方向に垂直な面で分割して得られる複数の焼結磁石セグメントを有する永久磁石を備え、複数の焼結磁石セグメントを、それぞれ重希土類元素の濃度が相対的に高い面がロータの外周面側に位置するようにロータコアに埋め込むようにした永久磁石式モータが開示されている。
特開２０１１－２２９３２９号公報
しかしながら、特許文献１の発明では、重希土類元素を表面近傍の結晶粒界に偏析させる粒界拡散工程を行う必要であり、作業工数が増大するという問題がある。そこで、本願発明者らは、重希土類元素を用いることなく、永久磁石の保磁力を向上させることが可能な構成について検討した。
本開示の目的は、永久磁石の配置を工夫することで、永久磁石の保磁力を向上させることにある。
本開示の第１の態様は、回転軸心（O）まわりに回転自在に構成され、軟磁性体からなるロータコア（11）と、前記ロータコア（11）の内部に配置された複数の永久磁石（20）と、を有するロータ（10）と、前記ロータ（10）と径方向に対向して配置されたステータ（3）と、を備えた回転電気機械であって、前記複数の永久磁石（20）は、磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成され、前記永久磁石（20）は、分割面（21）と、前記分割面（21）とは異なる非分割面（22）と、を有し、主に磁極を形成する面のうち、前記ロータ（10）の回転時に前記複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が最大となる部分を含む前記永久磁石（20）の第１面は、前記非分割面（22）ではない。
第１の態様では、永久磁石（20）の分割面（21）を、逆磁界が最大となる位置に配置することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
本開示の第２の態様は、第１の態様の回転電気機械において、前記ロータ（10）の回転時に前記複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が所定値よりも小さくなる部分を含む前記永久磁石（20）の第２面は、前記非分割面（22）である。
第２の態様では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、逆磁界が所定値よりも小さくなる位置に配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。また、非分割面（22）を機械加工することなく永久磁石（20）を使用することで、歩留まりを向上させることができる。
本開示の第３の態様は、第１又は２の態様の回転電気機械において、前記第１面は、前記ステータ（3）に最も近い前記永久磁石（20）の磁極面、又は前記ステータ（3）に最も近い前記永久磁石（20）の周方向の端面を含む。
第３の態様では、永久磁石（20）の分割面（21）を、ロータ（10）の外周面に面する磁極面、又はロータ（10）の周方向の端面に配置することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
本開示の第４の態様は、第１～３の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記第１面は、前記永久磁石（20）における前記ロータ（10）の軸方向の端面を含む。
第４の態様では、永久磁石（20）の分割面（21）を、ロータ（10）の軸方向の端面に配置することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
本開示の第５の態様は、第１～４の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記永久磁石（20）の前記非分割面（22）は、前記ロータコア（11）における軸方向の端面よりも外方に突出している。
第５の態様では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、ロータ（10）における軸方向の端面よりも外方に突出させて配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。
本開示の第６の態様は、第１～４の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記ロータコア（11）は、前記永久磁石（20）を挿入する磁石挿入孔（16）と、前記磁石挿入孔（16）の周方向端部に連続して形成された空隙部分であるフラックスバリア（17）と、を有し、前記永久磁石（20）の前記非分割面（22）は、前記フラックスバリア（17）内に配置される。
第６の態様では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、フラックスバリア（17）内に配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。
本開示の第７の態様は、第２の態様の回転電気機械において、前記永久磁石（20）は、前記ロータ（10）の周方向に間隔をあけて複数配置され、前記ステータ（3）に最も近い位置に配置された第１永久磁石（35）は、前記第１面を含み、前記第１永久磁石（35）とは異なる第２永久磁石（36）は、前記第２面を含む。
第７の態様では、ステータ（3）に最も近い位置の第１永久磁石（35）が、分割面（21）である第１面を含むことで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。また、第２永久磁石（36）が、非分割面（22）である第２面を含むことで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。
本開示の第８の態様は、第１～７の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記磁石ブロック（25）は、焼結された１つのブロックである。
第８の態様では、磁石ブロック（25）を、焼結された１つのブロックで構成するようにしている。
本開示の第９の態様は、第１～７の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記磁石ブロック（25）は、熱間加工された１つのブロックである。
第９の態様では、磁石ブロック（25）を、熱間加工された１つのブロックで構成するようにしている。
本開示の第１０の態様は、第１～９の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記永久磁石（20）は、ネオジムを含む。
第１０の態様では、永久磁石（20）をネオジムで構成するようにしている。
本開示の第１１の態様は、第１～１０の態様の何れか１つの回転電気機械において、前記ロータ（10）の周方向に間隔をあけて配置された複数の前記永久磁石（20）を含む磁石層（30）を有し、前記磁石層（30）は、第１磁石層（31）と、前記第１磁石層（31）よりも前記ステータ（3）から遠ざかるように配置された第２磁石層（32）と、を含み、前記第１磁石層（31）に配置された前記永久磁石（20）は、前記第１面を含む。
第１１の態様では、ロータ（10）の径方向に配置された第１磁石層（31）又は第２磁石層（32）のうち、逆磁界が最大となる位置の第１磁石層（31）に配置された永久磁石（20）が、分割面（21）である第１面を含むことで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
本開示の第１２の態様は、第１～１１の態様の何れか１つの回転電気機械（1）を備える圧縮機である。
第１２の態様では、回転電気機械（1）を備えた圧縮機を提供できる。
本開示の第１３の態様は、第１～１１の態様の何れか１つの回転電気機械（1）を備える冷凍装置である。
第１３の態様では、回転電気機械（1）を備えた冷凍装置を提供できる。
本開示の第１４の態様は、第１～１１の態様の何れか１つの回転電気機械（1）を備える車両である。
第１４の態様では、回転電気機械（1）を備えた車両を提供できる。
図１は、本実施形態１に係る回転電気機械の構成を示す横断面図である。 図２は、磁石ブロックを複数の永久磁石に分割した状態を説明する図である。 図３は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図４は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する縦断面図である。 図５は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図６は、本実施形態２に係るロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図７は、本実施形態３に係るロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図８は、本実施形態４に係るロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図９は、本実施形態５に係る磁石ブロックを複数の永久磁石に分割した状態を説明する図である。 図１０は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図１１は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する縦断面図である。 図１２は、本実施形態６に係る磁石ブロックを複数の永久磁石に分割した状態を説明する図である。 図１３は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図１４は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する縦断面図である。 図１５は、ロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図１６は、本実施形態６の変形例に係るロータにおける永久磁石の配置を説明する横断面図である。 図１７は、圧縮機の構成を例示する縦断面図である。 図１８は、冷凍装置の構成を例示する配管系統図である。 図１９は、車両の構成を例示する概略図である。
《実施形態１》
図１に示すように、回転電気機械（1）は、シャフト（2）と、ステータ（3）と、ロータ（10）と、を備える。回転電気機械（1）は、自動車や空気調和装置などに用いることができ、ロータ（10）に連結されたシャフト（2）により自動車のトランスミッションや空気調和機の圧縮機などを駆動する。
なお、以下の説明において、「軸方向」は、ロータ（10）の回転軸心（O）の方向のことであり、具体的には、シャフト（2）の軸心の方向のことである。「径方向」は、軸心と垂直に交わる方向のことであり、「周方向」とは、ロータ（10）の回転方向に沿う方向のことである。「径方向外側」は、回転軸心（O）からより遠い側のことであり、「径方向内側」は、回転軸心（O）により近い側のことである。また、縦断面とは、軸方向に沿った断面をいう。横断面とは、軸方向に直交する断面をいう。
〈ステータ〉
ステータ（3）は、ステータコア（4）と、コイル（7）と、を有する。ステータコア（4）は、回転軸心（O）まわりに配置される。ステータコア（4）は、軟磁性体で構成され、略円環状に形成される。例えば、ステータコア（4）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作製した多数のコア部材を軸方向に積層した積層コアによって構成される。
ステータコア（4）は、バックヨーク（5）と、複数のティース（6）と、を有する。バックヨーク（5）は、円筒状に形成される。ティース（6）は、バックヨーク（5）の内周部から径方向内側に突出する。
複数のティース（6）は、周方向に間隔をあけて配置される。隣接するティース（6）の間には、スロット（8）が形成される。スロット（8）は、コイル（7）を配置するための空間である。コイル（7）は、ティース（6）に集中巻方式で巻回される。なお、コイル（7）は、ティース（6）に分布巻方式で巻回されていてもよい。ティース（6）の数は、図示のものに限られるものではない。
〈ロータ〉
ロータ（10）は、ステータ（3）の内径側に配置される。ロータ（10）は、ロータコア（11）と、永久磁石（20）と、を有する。ロータコア（11）は、軟磁性体で構成される。例えば、ロータコア（11）は、電磁鋼板をプレス加工によって打ち抜いて作製した多数のコア部材を軸方向に積層した積層コアにより構成される。
ロータコア（11）は、円柱状に形成される。ロータコア（11）の中心部には、シャフト孔（15）が設けられる。シャフト孔（15）には、シャフト（2）が挿入されて固定される。ロータコア（11）には、複数の磁石挿入孔（16）が形成される。磁石挿入孔（16）は、軸方向に沿って延びる。
永久磁石（20）は、板状に形成される。永久磁石（20）は、例えば、ネオジム磁石で構成される。永久磁石（20）は、ロータコア（11）の磁石挿入孔（16）に挿入される。これにより、ロータコア（11）内部には、周方向に間隔をあけて配置された複数の永久磁石（20）が設けられる。図１に示す例では、ロータ（10）の極数は８極であり、１極あたり２つの永久磁石（20）が設けられる。本実施形態では、回転電気機械（1）は、複数の永久磁石（20）を有するＩＰＭモータを構成する。
〈永久磁石の配置〉
図２に示すように、永久磁石（20）は、１つの磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成される。図２では、永久磁石（20）の表面にハッチングを付し、分割後の永久磁石（20）の分割面（21）と、非分割面（22）と、を視覚的に区別しやすいようにしている。図２に示す例では、磁石ブロック（25）を４つの永久磁石（20）に分割している。
磁石ブロック（25）は、金型を用いて、焼結又は熱間加工によって製造される。ここで、磁石ブロック（25）の表面は、金型に接触していた面であり、酸化によって保磁力が下がりやすくなっていることを本願発明者らは発見した。しかし、従来は、永久磁石（20）の非分割面（22）を機械加工することで、永久磁石（20）から金型接触面を除去するようにしていたため、影響はなかった。
しかしながら、永久磁石（20）の非分割面（22）を機械加工することで作業工数が増加するとともに、永久磁石（20）の歩留まりが低下することから、本願発明者らは、永久磁石（20）の配置を工夫することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができないかについて検討した。
図３に示すように、ロータ（10）の１つの極には、２つの磁石挿入孔（16）が形成される。２つの磁石挿入孔（16）は、径方向内側に向かって突出した略Ｖ字状に配置される。磁石挿入孔（16）には、永久磁石（20）が挿入される。
ここで、永久磁石（20）は、分割面（21）と、分割面（21）とは異なる非分割面（22）と、を有する。図３～図５では、非分割面（22）を、分割面（21）よりも太い線で示すことで、視覚的に区別しやすいようにしている。
図５に示すように、ロータ（10）において主に磁極を形成する面のうち、ロータ（10）の回転時に複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が最大となる部分を含む永久磁石（20）の第１面には、非分割面（22）ではなく、分割面（21）が配置される。図５には、磁力線を仮想線で示している。
図５に示す例では、永久磁石（20）の第１面は、ステータ（3）に最も近い永久磁石（20）の磁極面を含む。永久磁石（20）におけるステータ（3）に対向する面には、分割面（21）が配置される。永久磁石（20）の第１面は、ステータ（3）に最も近い永久磁石（20）の周方向の端面を含む。図５で上側の永久磁石（20）の周方向外側の端面には、分割面（21）が配置される。換言すると、永久磁石（20）の周方向の端面のうち、隣接する磁極により近い端面には、分割面（21）が配置される。これは、隣接する磁極により近い側は、永久磁石（20）の磁化方向、または、周方向に磁束が流れやすいので、逆磁界がかかりやすいためである。図５で下側の永久磁石（20）の周方向外側の端面には、分割面（21）が配置される。
一方、ロータ（10）の回転時に複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が所定値よりも小さくなる部分を含む永久磁石（20）の第２面には、非分割面（22）が配置される。図５に示す例では、永久磁石（20）におけるステータ（3）から最も離れた面に非分割面（22）が配置される。換言すると、永久磁石（20）の周方向の端面のうち、磁極の中心により近い端面には、分割面（21）が配置される。磁極の中心により近い端面ではロータ（10）表面から来た磁束が両側に分かれて流れるので、逆磁界が小さいためである。また、図５で上側の永久磁石（20）の周方向内側の端面には、非分割面（22）が配置される。図５で下側の永久磁石（20）の周方向内側の端面には、非分割面（22）が配置される。
このように、永久磁石（20）の非分割面（22）を、逆磁界が所定値よりも小さくなる位置に配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。また、非分割面（22）を機械加工することなく永久磁石（20）を使用することで、歩留まりを向上させることができる。
なお、図４に示す例では、永久磁石（20）の軸方向の両端面には、非分割面（22）を配置しているが、この面に対して機械加工を行うことで、永久磁石（20）の軸方向の両端面を分割面（21）としてもよい。
－実施形態１の効果－
本実施形態１の特徴によれば、複数の永久磁石（20）は、磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成される。永久磁石（20）は、分割面（21）と、分割面（21）とは異なる非分割面（22）と、を有する。永久磁石（20）は、主に磁極を形成する面のうち、ロータ（10）の回転時に複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が最大となる部分を含む永久磁石（20）の第１面は、非分割面（22）ではない。このように、永久磁石（20）の分割面（21）を、逆磁界が最大となる位置に配置することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
本実施形態１の特徴によれば、永久磁石（20）の非分割面（22）を、逆磁界が所定値よりも小さくなる位置に配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。また、非分割面（22）を機械加工することなく永久磁石（20）を使用することで、歩留まりを向上させることができる。
本実施形態１の特徴によれば、永久磁石（20）の分割面（21）を、ロータ（10）の外周面に面する磁極面、又はロータ（10）の周方向の端面に配置することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
本実施形態１の特徴によれば、磁石ブロック（25）を、焼結された１つのブロックで構成するようにしている。
本実施形態１の特徴によれば、磁石ブロック（25）を、熱間加工された１つのブロックで構成するようにしている。
本実施形態１の特徴によれば、永久磁石（20）をネオジムで構成するようにしている。
《実施形態２》
以下、前記実施形態１と同じ部分については同じ符号を付し、相違点についてのみ説明する。
図６に示すように、ロータ（10）は、ロータ（10）の周方向に間隔をあけて配置された複数の永久磁石を含む磁石層（30）を有する。磁石層（30）は、第１磁石層（31）と、第１磁石層（31）よりもステータ（3）から遠ざかるように配置された第２磁石層（32）と、を含む。図６には、磁力線を仮想線で示している。また、図６では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、分割面（21）よりも太い線で示すことで、視覚的に区別しやすいようにしている。
第１磁石層（31）には、周方向に間隔をあけて２つの永久磁石（20）が配置される。第１磁石層（31）の永久磁石（20）は、径方向内側に向かって突出した略Ｖ字状に配置される。
第２磁石層（32）には、周方向に間隔をあけて３つの永久磁石（20）が配置される。第２磁石層（32）の永久磁石（20）は、径方向内側に向かって湾曲した形状に配置される。
第１磁石層（31）に配置された永久磁石（20）は、第１面を含む。図６に示す例では、軸方向から見て、永久磁石（20）の４つの辺の全てが分割面（21）となっている。
第２磁石層（32）に配置された永久磁石（20）は、第２面を含む。図６に示す例では、軸方向から見て、永久磁石（20）の４つの辺の全てが非分割面（22）となっている。
－実施形態２の効果－
本実施形態２の特徴によれば、ロータ（10）の径方向に配置された第１磁石層（31）又は第２磁石層（32）のうち、逆磁界が最大となる位置の第１磁石層（31）に配置された永久磁石（20）が、分割面（21）である第１面を含むことで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
《実施形態３》
図７に示すように、ロータ（10）は、ロータ（10）の周方向に間隔をあけて配置された複数の永久磁石を含む磁石層（30）を有する。磁石層（30）は、第１磁石層（31）と、第１磁石層よりもステータ（3）から遠ざかるように配置された第２磁石層（32）と、を含む。図７には、磁力線を仮想線で示している。また、図７では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、分割面（21）よりも太い線で示すことで、視覚的に区別しやすいようにしている。
第１磁石層（31）には、周方向に間隔をあけて２つの永久磁石（20）が配置される。第１磁石層（31）の永久磁石（20）は、径方向内側に向かって突出した略Ｖ字状に配置される。
第２磁石層（32）には、周方向に間隔をあけて４つの永久磁石（20）が配置される。第２磁石層（32）の永久磁石（20）は、径方向内側に向かって湾曲した形状に配置される。
第１磁石層（31）に配置された永久磁石（20）は、第１面を含む。図７に示す例では、軸方向から見て、永久磁石（20）の４つの辺の全てが分割面（21）となっている。
第２磁石層（32）に配置された永久磁石（20）は、第２面を含む。図７に示す例では、周方向に並ぶ４つの永久磁石（20）のうち、ステータ（3）から離れた位置に配置された、上から２番目と３番目の永久磁石（20）の４つの辺の全てが非分割面（22）となっている。一方、周方向に並ぶ４つの永久磁石（20）のうち、上から１番目と４番目の永久磁石（20）の４つの辺の全てが分割面（21）となっている。
－実施形態３の効果－
本実施形態３の特徴によれば、ロータ（10）の径方向に配置された第１磁石層（31）又は第２磁石層（32）のうち、逆磁界が最大となる位置の第１磁石層（31）に配置された永久磁石（20）が、分割面（21）である第１面を含むことで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
《実施形態４》
図８に示すように、永久磁石（20）は、ロータ（10）の周方向に間隔をあけて複数配置される。図８に示す例では、４つの永久磁石（20）は、径方向内側に向かって湾曲した形状に配置される。図８には、磁力線を仮想線で示している。また、図８では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、分割面（21）よりも太い線で示すことで、視覚的に区別しやすいようにしている。
４つの永久磁石（20）のうち、ステータ（3）に最も近い位置に配置された第１永久磁石（35）は、第１面を含む。第１永久磁石（35）とは異なる第２永久磁石（36）は、第２面を含む。
図８に示す例では、周方向に並ぶ永久磁石（20）のうち、上から１番目と４番目の永久磁石（20）が、第１永久磁石（35）である。上から３番目と４番目の永久磁石（20）は、第１永久磁石（35）とは異なる第２永久磁石（36）である。
第１永久磁石（35）は、軸方向から見て、第１永久磁石（35）の４つの辺の全てが分割面（21）となっている。第２永久磁石（36）は、軸方向から見て、第２永久磁石（36）の４つの辺の全てが非分割面（22）となっている。
－実施形態４の効果－
本実施形態４の特徴によれば、ステータ（3）に最も近い位置の第１永久磁石（35）が、分割面（21）である第１面を含むことで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。また、第２永久磁石（36）が、非分割面（22）である第２面を含むことで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。
《実施形態５》
図９に示すように、永久磁石（20）は、１つの磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成される。図９では、永久磁石（20）の表面にハッチングを付し、分割後の永久磁石（20）の分割面（21）と、非分割面（22）と、を視覚的に区別しやすいようにしている。図９に示す例では、磁石ブロック（25）を８つの永久磁石（20）に分割している。
本実施形態では、ロータ（10）の軸方向の端面において、永久磁石（20）の分割面（21）を配置するようにしている。具体的には、図９で８つに分割された永久磁石（20）のうち、上側の永久磁石（20）と、下側の永久磁石（20）とを取り出し、上下の配置を入れ替えて並べる。これにより、２つの永久磁石（20）の対向面に非分割面（22）を配置する一方、２つの永久磁石（20）の軸方向の両端面に分割面（21）を配置することができる。
図１０に示すように、ロータ（10）において主に磁極を形成する面のうち、ロータ（10）の回転時に複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が最大となる部分を含む永久磁石（20）の第１面には、非分割面（22）ではなく、分割面（21）が配置される。
図１０に示す例では、永久磁石（20）の第１面は、ステータ（3）に最も近い永久磁石（20）の磁極面を含む。永久磁石（20）におけるステータ（3）に対向する面には、分割面（21）が配置される。
永久磁石（20）の第１面は、ステータ（3）に最も近い永久磁石（20）の周方向の端面を含む。図１０で上側の永久磁石（20）の周方向外側の端面には、分割面（21）が配置される。図１０で下側の永久磁石（20）の周方向外側の端面には、分割面（21）が配置される。
永久磁石（20）の第１面は、永久磁石（20）におけるロータ（10）の軸方向の端面を含む。図１１で上側の永久磁石（20）の上面と、下側の永久磁石（20）の下面と、には、分割面（21）が配置される。
一方、ロータ（10）の回転時に複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が所定値よりも小さくなる部分を含む永久磁石（20）の第２面には、非分割面（22）が配置される。図１０に示す例では、永久磁石（20）におけるステータ（3）から最も離れた面に非分割面（22）が配置される。また、図１０で上側の永久磁石（20）の周方向内側の端面には、非分割面（22）が配置される。図１０で下側の永久磁石（20）の周方向内側の端面には、非分割面（22）が配置される。
－実施形態５の効果－
本実施形態５の特徴によれば、永久磁石（20）の分割面（21）を、ロータ（10）の軸方向の端面に配置することで、永久磁石（20）の保磁力を向上させることができる。
《実施形態６》
図１２に示すように、永久磁石（20）は、１つの磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成される。図１２では、永久磁石（20）の表面にハッチングを付し、分割後の永久磁石（20）の分割面（21）と、非分割面（22）と、を視覚的に区別しやすいようにしている。図１２に示す例では、磁石ブロック（25）を４つの永久磁石（20）に分割している。
図１３に示すように、永久磁石（20）の第１面は、ステータ（3）に最も近い永久磁石（20）の磁極面を含む。永久磁石（20）におけるステータ（3）に対向する面には、分割面（21）が配置される。４つの永久磁石（20）のうち２つの永久磁石（20）は、磁石ブロック（25）の分割時に、分割面（21）が２面形成されるため、ステータ（3）から最も離れた面にも分割面（21）が配置される。
永久磁石（20）の第２面には、非分割面（22）が配置される。永久磁石（20）におけるステータ（3）から最も離れた面に非分割面（22）が配置される。永久磁石（20）の周方向の両端面には、非分割面（22）が配置される。また、図１４に示すように、永久磁石（20）の非分割面（22）は、ロータコア（11）における軸方向の端面よりも外方に突出している。
－実施形態６の効果－
本実施形態６の特徴によれば、永久磁石（20）の非分割面（22）を、ロータ（10）における軸方向の端面よりも外方に突出させて配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。
《実施形態７》
図１５に示すように、ロータコア（11）は、永久磁石（20）を挿入する磁石挿入孔（16）と、磁石挿入孔（16）の周方向端部に連続して形成された空隙部分であるフラックスバリア（17）と、を有する。図１５には、磁力線を仮想線で示している。また、図１５では、永久磁石（20）の非分割面（22）を、分割面（21）よりも太い線で示すことで、視覚的に区別しやすいようにしている。
永久磁石（20）の第１面は、ステータ（3）に最も近い永久磁石（20）の磁極面を含む。永久磁石（20）におけるステータ（3）に対向する面には、分割面（21）が配置される。
永久磁石（20）の第２面には、非分割面（22）が配置される。図１５に示す例では、永久磁石（20）におけるステータ（3）から最も離れた面に非分割面（22）が配置される。永久磁石（20）の周方向の端面には、非分割面（22）が配置される。永久磁石（20）の周方向の端面の非分割面（22）は、フラックスバリア（17）内に配置される。
－実施形態７の効果－
本実施形態７の特徴によれば、永久磁石（20）の非分割面（22）を、フラックスバリア（17）内に配置することで、減磁しやすい非分割面（22）が永久磁石（20）の保磁力に与える影響を抑えることができる。
－実施形態７の変形例－
前記実施形態７では、永久磁石（20）の周方向の端面に配置された非分割面（22）を、フラックスバリア（17）内に配置するようにしたが、この形態に限定するものではない。
例えば、図１６に示すように、永久磁石（20）の周方向の端面に対して機械加工を行うことで、永久磁石（20）の周方向の端面を分割面（21）としてもよい。
この場合には、永久磁石（20）を磁石挿入孔（16）内のみに配置させ、フラックスバリア（17）内に配置しない構成とすればよい。
なお、非分割面（22）については、若干の機械加工、例えば研磨等を施しても良い。従来は酸化した部分を全て除去していたため、実質的に分割面（21）であったが、本実施形態においては、酸化した部分すべてを除去せず、例えば寸法公差を小さくするために表面のみを除去した場合も含まれる。これによっても、歩留まりが改善される。
《その他の実施形態》
〈圧縮機〉
図２１は、圧縮機（CC）の構成を例示する。圧縮機（CC）は、回転電気機械（1）と、ケーシング（CC1）と、圧縮機構（CC2）と、を備える。
ケーシング（CC1）は、圧縮機構（CC2）と、回転電気機械（1）と、を収容する。この例では、ケーシング（CC1）は、上下方向に延びて両端が閉塞された円筒状に形成される。ケーシング（CC1）には、吸入管（CC11）と、吐出管（CC12）と、が設けられる。吸入管（CC11）は、ケーシング（CC1）の胴部を貫通して圧縮機構（CC2）に接続される。吐出管（CC12）は、ケーシング（CC1）の上部を貫通してケーシング（CC1）の内部空間と連通する。
圧縮機構（CC2）は、流体を圧縮する。この例では、圧縮機構（CC2）は、回転電気機械（1）の下方に配置される。圧縮機構（CC2）は、吸入管（CC11）を通じて吸入した流体を圧縮し、圧縮された流体をケーシング（CC1）の内部空間に吐出する。ケーシング（CC1）の内部空間に吐出された流体は、吐出管（CC12）を通じて吐出される。この例では、圧縮機構（CC2）は、ロータリ式の圧縮機構である。
シャフト（2）は、回転電気機械（1）と圧縮機構（CC2）とを連結する。この例では、シャフト（2）は、上下方向に延びる。回転電気機械（1）は、シャフト（2）を回転駆動する。シャフト（2）の回転駆動により、圧縮機構（CC2）が駆動する。
〈冷凍装置〉
図２２は、冷凍装置（RR）の構成を例示する。冷凍装置（RR）は、冷媒が循環する冷媒回路（RR1）を備える。この例では、冷凍装置（RR）は、空気調和機を構成する。具体的には、冷媒回路（RR1）は、回転電気機械（1）を有する圧縮機（CC）と、第１熱交換器（RR5）と、第２熱交換器（RR6）と、膨張機構（RR7）と、四方切換弁（RR8）と、を有する。
圧縮機（CC）は、冷媒を圧縮し、圧縮された冷媒を吐出する。圧縮機（CC）の吐出側は、四方切換弁（RR8）の第１ポート（P1）に接続される。圧縮機（CC）の吸入側は、四方切換弁（RR8）の第２ポート（P2）に接続される。
第１熱交換器（RR5）は、冷媒と空気とを熱交換させる。第１熱交換器（RR5）のガス端は、四方切換弁（RR8）の第３ポート（P3）に接続される。第１熱交換器（RR5）の液端は、膨張機構（RR7）を経由して第２熱交換器（RR6）の液端に接続される。例えば、第１熱交換器（RR5）は、熱源熱交換器であり、室外に設けられる。
第２熱交換器（RR6）は、冷媒と空気とを熱交換させる。第２熱交換器（RR6）のガス端は、四方切換弁（RR8）の第４ポート（P4）に接続される。例えば、第２熱交換器（RR6）は、利用熱交換器であり、室内に設けられる。
膨張機構（RR7）は、冷媒を膨張させて減圧する。例えば、膨張機構（RR7）は、電子膨張弁である。
四方切換弁（RR8）は、第１ポート（P1）と第３ポート（P3）とが連通し且つ第２ポート（P2）と第４ポート（P4）とが連通する第１状態（図２２の実線で示す状態）と、第１ポート（P1）と第４ポート（P4）とが連通し且つ第２ポート（P2）と第３ポート（P3）とが連通する第２状態（図２２の破線で示す状態）とに切り換え可能である。
四方切換弁（RR8）が第１状態である場合、圧縮機（CC）から吐出された冷媒は、第１熱交換器（RR5）において放熱し、膨張機構（RR7）において減圧された後に、第２熱交換器（RR6）において吸熱する。第２熱交換器（RR6）から流出した冷媒は、圧縮機（CC）に吸入される。
四方切換弁（RR8）が第２状態である場合、圧縮機（CC）から吐出された冷媒は、第２熱交換器（RR6）において放熱し、膨張機構（RR7）において減圧された後に、第１熱交換器（RR5）において吸熱する。第１熱交換器（RR5）から流出した冷媒は、圧縮機（CC）に吸入される。
〈車両〉
図２３は、車両（VV）の構成を例示する。車両（VV）は、回転電気機械（1）と、車輪（VV1）と、動力伝達機構（VV2）と、を備える。動力伝達機構（VV2）は、回転電気機械（1）の回転力を車輪（VV1）に伝達する。回転電気機械（1）が回転駆動すると、回転電気機械（1）の回転力が動力伝達機構（VV2）を通じて車輪（VV1）に伝達され、車輪（VV1）が回転駆動する。
以上、実施形態及び変形例を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。また、以上の実施形態、変形例、その他の実施形態に係る要素を適宜組み合わせたり、置換したりしてもよい。また、明細書及び特許請求の範囲の「第１」、「第２」、「第３」…という記載は、これらの記載が付与された語句を区別するために用いられており、その語句の数や順序までも限定するものではない。
以上説明したように、本開示は、回転電気機械、圧縮機、冷凍装置、及び車両について有用である。
1 回転電気機械
3 ステータ
10 ロータ
11 ロータコア
16 磁石挿入孔
17 フラックスバリア
20 永久磁石
21 分割面
22 非分割面
25 磁石ブロック
30 磁石層
31 第１磁石層
32 第２磁石層
35 第１永久磁石
36 第２永久磁石
CC 圧縮機
RR 冷凍装置
VV 車両

Claims (14)

  1. 回転軸心（O）まわりに回転自在に構成され、軟磁性体からなるロータコア（11）と、前記ロータコア（11）の内部に配置された複数の永久磁石（20）と、を有するロータ（10）と、
    前記ロータ（10）と径方向に対向して配置されたステータ（3）と、を備えた回転電気機械であって、
    前記複数の永久磁石（20）は、磁石ブロック（25）を複数に分割することで構成され、
    前記永久磁石（20）は、分割面（21）と、前記分割面（21）とは異なる非分割面（22）と、を有し、
    主に磁極を形成する面のうち、前記ロータ（10）の回転時に前記複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が最大となる部分を含む前記永久磁石（20）の第１面は、前記非分割面（22）ではない
    回転電気機械。
  2. 請求項１の回転電気機械において、
    前記ロータ（10）の回転時に前記複数の永久磁石（20）に加わる逆磁界が所定値よりも小さくなる部分を含む前記永久磁石（20）の第２面は、前記非分割面（22）である
    回転電気機械。
  3. 請求項１又は２の回転電気機械において、
    前記第１面は、前記ステータ（3）に最も近い前記永久磁石（20）の磁極面、又は前記ステータ（3）に最も近い前記永久磁石（20）の周方向の端面を含む
    回転電気機械。
  4. 請求項１～３の何れか１つの回転電気機械において、
    前記第１面は、前記永久磁石（20）における前記ロータ（10）の軸方向の端面を含む
    回転電気機械。
  5. 請求項１～４の何れか１つの回転電気機械において、
    前記永久磁石（20）の前記非分割面（22）は、前記ロータコア（11）における軸方向の端面よりも外方に突出している
    回転電気機械。
  6. 請求項１～４の何れか１つの回転電気機械において、
    前記ロータコア（11）は、前記永久磁石（20）を挿入する磁石挿入孔（16）と、前記磁石挿入孔（16）の周方向端部に連続して形成された空隙部分であるフラックスバリア（17）と、を有し、
    前記永久磁石（20）の前記非分割面（22）は、前記フラックスバリア（17）内に配置される
    回転電気機械。
  7. 請求項２の回転電気機械において、
    前記永久磁石（20）は、前記ロータ（10）の周方向に間隔をあけて複数配置され、
    前記ステータ（3）に最も近い位置に配置された第１永久磁石（35）は、前記第１面を含み、
    前記第１永久磁石（35）とは異なる第２永久磁石（36）は、前記第２面を含む
    回転電気機械。
  8. 請求項１～７の何れか１つの回転電気機械において、
    前記磁石ブロック（25）は、焼結された１つのブロックである
    回転電気機械。
  9. 請求項１～７の何れか１つの回転電気機械において、
    前記磁石ブロック（25）は、熱間加工された１つのブロックである
    回転電気機械。
  10. 請求項１～９の何れか１つの回転電気機械において、
    前記永久磁石（20）は、ネオジムを含む
    回転電気機械。
  11. 請求項１～１０の何れか１つの回転電気機械において、
    前記ロータ（10）の周方向に間隔をあけて配置された複数の前記永久磁石（20）を含む磁石層（30）を有し、
    前記磁石層（30）は、第１磁石層（31）と、前記第１磁石層（31）よりも前記ステータ（3）から遠ざかるように配置された第２磁石層（32）と、を含み、
    前記第１磁石層（31）に配置された前記永久磁石（20）は、前記第１面を含む
    回転電気機械。
  12. 請求項１～１１の何れか１つの回転電気機械（1）を備える
    圧縮機。
  13. 請求項１～１１の何れか１つの回転電気機械（1）を備える
    冷凍装置。
  14. 請求項１～１１の何れか１つの回転電気機械（1）を備える
    車両。
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