JP5274302B2

JP5274302B2 - 回転電機

Info

Publication number: JP5274302B2
Application number: JP2009041265A
Authority: JP
Inventors: 盛幸枦山; 正哉井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2009-02-24
Filing date: 2009-02-24
Publication date: 2013-08-28
Anticipated expiration: 2029-02-24
Also published as: JP2010200459A

Description

この発明は、車両用電動機などの回転電機に関し、特に永久磁石を周方向に配置固定する回転子構造に関するものである。

従来、回転子の界磁発生手段として永久磁石を用いた永久磁石式モータが使用されていた。そして、永久磁石式モータの回転子の高速回転時の遠心力が永久磁石に作用することから、永久磁石を回転子内部に埋め込んだ、耐遠心力性を高めた磁石保持構造をもつ内部磁石埋込型モータ（以下、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータという）が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のＩＰＭモータの回転子では、回転子鉄心の内周側に軸方向に伸びる断面矩形の収納部を複数個形成し、この収納部に断面矩形の永久磁石を挿入して構成されており、永久磁石に作用する遠心力を収納部の外径側の内壁面（磁石保持面）で受けて耐遠心力性を高めている。

しかし、電車などの主電動機用モータなど比較的大型、かつ高速回転するモータでは、永久磁石に作用する遠心力が大きく、かつ永久磁石の周方向幅が長くなる。そこで、特許文献１に記載のＩＰＭモータにおける磁石保持構造では、磁石保持面が回転子鉄心に与える等分布加重はモーメントを持って、永久磁石の周方向両端部の磁石保持ブリッジ部に加わるため、回転子鉄心の曲げ応力が大きくなり、最悪の場合、永久磁石を保持できなくなるという不具合があった。

このような状況を鑑み、台形の内形形状の収納部に台形の外形形状の永久磁石を挿入するようにして、永久磁石に作用する遠心力を収納部の周方向両側の内壁面で受け、曲げモーメントの発生を抑える磁石保持構造をもつＩＰＭモータが提案されている（例えば、特許文献２参照）。さらに、回転子鉄心の外周面上から突出する複数の突極を備え、隣り合う突極間に挟み込まれるように永久磁石を装着し、永久磁石に作用する遠心力を突極の外周部から周方向の外側に突出された爪部で受け、曲げモーメントの発生を抑える磁石保持構造をもつＩＰＭモータが提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開平５−７６１４６号公報特許第４１３８４０６号公報特開２００１−１６９４８５号公報

しかしながら、特許文献２に記載のＩＰＭモータでは、永久磁石の周方向両側面の全面が収納部の周方向両側の内壁面に接しているので、永久磁石の周方向両端部から発生した磁束の一部が、固定子鉄心に流れ込まずに、永久磁石の外径側に位置する回転子鉄心の部位を周方向に流れて永久磁石の両側面から永久磁石に戻ってしまい、永久磁石の起磁力を有効に活用できなかった。
また、特許文献３に記載のＩＰＭモータでは、複数の突極が回転子鉄心の外周面上に所定のピッチで形成されているので、各突極の周方向両側に段差が生じ、回転子鉄心の外径を高精度に仕上げることが困難となる。そこで、固定子鉄心と回転子鉄心との間の空隙を狭くすることができず、固定子鉄心と回転子鉄心との間の磁気抵抗が増大するので、固定子コイルへの鎖交磁束量が減少してしまう。
さらに、特許文献３に記載のＩＰＭモータでは、永久磁石が露出しているので、固定子磁束が永久磁石に直接侵入する。そこで、永久磁石として導電性を有する希土類磁石を用いた場合には、渦電流が流れ、永久磁石が発熱して熱減磁してしまう。

この発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、永久磁石の磁束の漏れを抑えて、永久磁石の起磁力を有効に活用でき、永久磁石を回転子鉄心内に埋設して、回転子鉄心の外径精度を高めることができる内部磁石埋込式の回転電機を得ることを目的とする。

この発明による回転電機は、スロットが、内周側に開口して、かつ溝方向を軸方向として、周方向に複数配列された円筒状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子コイルを有する固定子と、回転軸が軸心位置に固着されて上記固定子内に所定の空隙を有して同軸に配設された外周面を円筒面とする回転子鉄心、およびそれぞれ該回転子鉄心の内部に埋め込まれて周方向に配設された複数の永久磁石を有する回転子と、を備えている。そして、複数の磁石収納穴は、それぞれ、周方向の両側面が径方向外方に向かって該磁石収納穴の周方向中央と上記回転子鉄心の軸心とを含む平面に近づく方向に傾斜する遠心力受け面と該遠心力受け面の外径側に連設されて周方向外方に凸状に湾曲する湾曲面とからなり、穴方向を軸方向として上記回転子鉄心の外径側に周方向に互いに離間して穿設されている。さらに、上記複数の永久磁石は、それぞれ、両側面が傾斜面に形成され、該両側面の下端側が上記遠心力受け面に支持されるように、かつ隣り合う上記回転子鉄心の外周面側の極性が逆極性となるように上記複数の磁石収納穴のそれぞれに嵌合され、磁石保持部材が非磁性材料でＬ字状に作製され、上記複数の磁石保持穴のそれぞれの上記遠心力受け面および底面の遠心力受け面側の縁部と該磁石保持穴に嵌合されている上記永久磁石の上記両側面および底面の両側面側の縁部との間に介装され、空洞が上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記湾曲面と該磁石保持穴に嵌合されている上記永久磁石の両側面との間に形成されている。

この発明によれば、永久磁石を埋め込むための磁石保持穴が回転子鉄心の内部に形成されているので、回転子鉄心の外周面が円筒面となり、外径研磨処理などにより、外径精度を高めることができる。
また、永久磁石が磁石保持穴に嵌合されて回転子鉄心の内部に埋め込まれているので、永久磁石が回転子鉄心の外周面から露出しない。そこで、固定子磁束が永久磁石に直接侵入することがなく、渦電流が永久磁石に流れることに起因する永久磁石の熱減磁が防止される。

また、永久磁石はその両側面の下端側を磁石保持穴の遠心力受け面に支持されて磁石保持穴に嵌合され、空洞が永久磁石の両側面の上端側の周方向外方に形成されている。そこで、永久磁石から発生した磁束が固定子コイルを鎖交することなく永久磁石の側面から永久磁石に戻る漏れ磁束の磁路の磁気抵抗が増大する。これにより、漏れ磁束量が低減し、永久磁石の起磁力を有効に活用することができる。

この発明の実施の形態１に係る内部磁石埋込型モータを模式的に示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る内部磁石埋込型モータに適用される回転子を模式的に示す断面図である。この発明の実施の形態１に係る内部磁石埋込型モータに適用される回転子における漏れ磁束の流れを説明する図である。この発明の実施の形態２に係る内部磁石埋込型モータにおける磁石保持構造を説明する図である。この発明の実施の形態３に係る内部磁石埋込型モータにおける磁石保持構造を説明する図である。この発明の実施の形態４に係る内部磁石埋込型モータに適用される永久磁石を示す側面図である。この発明の実施の形態５に係る内部磁石埋込型モータに適用される永久磁石を示す側面図である。

実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る内部磁石埋込型モータを模式的に示す断面図、図２はこの発明の実施の形態１に係る内部磁石埋込型モータに適用される回転子を模式的に示す断面図、図３はこの発明の実施の形態１に係る内部磁石埋込型モータに適用される回転子における漏れ磁束の流れを説明する図である。

図１および図２において、回転電機としてのＩＰＭモータ１は、固定子２と、回転子５と、を備えている。

固定子２は、３６個のスロット３ａが、内周側に開口し、かつ溝方向を軸方向として、周方向に等角ピッチで配列された円筒状の固定子鉄心３と、導体線をスロット３ａのそれぞれに収納させて固定子鉄心３に巻装された固定子コイル４と、を備えている。
回転子５は、例えば所定枚数の磁性鋼板を積層、一体化して作製され、６つの磁石収納穴７が等角ピッチで配列するように形成された外周面を円筒面とする回転子鉄心６と、各磁石収納穴７内に収納された永久磁石８と、を備えている。そして、永久磁石８は、隣り合う永久磁石８同士が回転子表面に向かって互いに逆極性の磁束を発生するように着磁配向されている。つまり、隣り合う永久磁石８の着磁配向方向９は、逆向きになっている。

そして、回転子５は、回転子鉄心６の軸心位置に穿設された貫通穴１０に圧入、固着された回転軸１１をフレーム(図示せず）に軸受を介して支持され、フレーム内に回転自在に配設される。また、固定子２が、回転子５に対して一定の空隙を有して、回転子５の外周を囲繞するようにフレームに配設される。

このように構成されたＩＰＭモータ１では、永久磁石８が回転子５の内部に埋め込まれているので、固定子コイル４から見たインダクタンスが回転子５の位置の関係で変化し、リラクタンストルクが発生する。そこで、ＩＰＭモータ１は、リラクタンストルクと永久磁石８の磁化によるマグネットトルクとの両方のトルクを利用することができる。

つぎに、永久磁石８の保持構造について説明する。
永久磁石８は、例えば、断面が底辺と斜辺とのなす角度を７０度とする等脚台形の四角柱に作製されたネオジウム・鉄・ボロン系希土類焼結磁石である。磁石収納穴７は、永久磁石８の断面形状に略等しい等脚台形の相対する両斜辺の上辺側の部位を上辺の長さ方向外方に凸状に湾曲させた断面形状を有し、等脚台形の下辺からなる面が径方向に対して直交し、かつ内径側に位置するように、回転子鉄心６に軸方向に貫通するように形成されている。ここで、永久磁石８の断面等脚台形の下辺からなる面、上辺からなる面、および相対する斜辺からなる面を、それぞれ底面８ａ、上面８ｂ、および側面８ｃとする。同様に、磁石収納穴７の断面等脚台形の下辺からなる面、上辺からなる面、相対する両斜辺の下辺側からなる面、および両斜辺の上辺側を凸状に湾曲させた部位からなる面を、それぞれ底面７ａ、上面７ｂ、遠心力受け面７ｃおよび湾曲面７ｄとする。

磁石収納穴７は、永久磁石８の外形形状より僅かに大きな内形形状に形成されている。永久磁石８が磁石収納穴７のそれぞれに軸方向から挿入、保持される。なお、接着剤が永久磁石８の側面８ｃと磁石収納穴７の遠心力受け面７ｃとの間の隙間に充填されてもよい。そして、空洞１２が、永久磁石８の側面８ｃの上面８ｂ側の周方向外側に形成されている。この空洞１２は、磁石収納穴７の湾曲面７ｄと永久磁石８の側面８ｃとにより画成されている。この空洞１２の径方向幅は、磁石収納穴７の底面７ａと上面７ｂとの間の径方向幅（等脚台形の高さに相当）の約３／４に設定されている。そこで、磁石収納穴７の穴形状は永久磁石８と略等しいので、遠心力受け面７ｃの径方向幅は、永久磁石８の底面８ａと上面８ｂとの間の径方向幅（等脚台形の高さに相当）の約１／４に設定されている。また、永久磁石８の上面８ｂの周方向幅が、機械角で３０度〜４０度に設定されている。

永久磁石８がこのように回転子鉄心６の磁石保持穴７に嵌合されて保持されているので、回転子５が回転すると、遠心力が永久磁石８に作用し、永久磁石８が回転子５の外径側に変位する。そして、永久磁石８の側面８ｃが磁石収納穴７の遠心力受け面７ｃに当接し、永久磁石８に作用する遠心力が磁石収納穴７の遠心力受け面７ｃで受けられ、永久磁石８のそれ以上の外径側への変位が阻止される。なお、接着剤が塗布されている場合には、永久磁石８は遠心力により永久磁石８の側面８ｃと磁石収納穴７の遠心力受け面７ｃとの間の接着剤層が圧縮する分だけ外径側に変位する。そして、永久磁石８に作用する遠心力が圧縮した接着剤を介して磁石収納穴７の遠心力受け面７ｃで受けられ、永久磁石８のそれ以上の外径側への変位が阻止される。

そこで、永久磁石８に作用する遠心力は、磁石収納穴７の両遠心力受け面７ｃで受けられているので、曲げモーメントの発生が抑えられ、永久磁石８を安定して保持できる。
また、永久磁石８に作用する遠心力は、磁石収納穴７の両遠心力受け面７ｃで受けられ、回転子鉄心６の磁石収納穴７の外径側の部位である薄皮部１３に作用しない。そこで、薄皮部１３の剛性を過度に高める必要がない。つまり、薄皮部１３の薄肉化が図られるので、永久磁石８の径方向における収納位置を回転子５の表面に近づけることができる。これにより、固定子コイル４から見たインダクタンスの変化が大きくなり、大きなリラクタンストルクを得ることができる。

また、空洞１２が永久磁石８の側面８ｃの上面８ｂ側の部位の周方向外方に形成されているので、空洞１２がなく永久磁石８の側面８ｃの全域が磁石収納穴の遠心力受け面に密接する永久磁石の保持構造に比べ、永久磁石８の上面８ｂから薄皮部１３を介して側面８ｃに至る磁路の磁気抵抗は高くなる。そこで、図３に示されるように、永久磁石８から発生した磁束が薄皮部１３を流れて側面８ｃから永久磁石８に流れ込む漏れ磁束１４が低減され、固定子コイル４の鎖交磁束量が増大される。このように、永久磁石８の起磁力を有効に活用でき、大きなマグネットトルクを得ることができる。

また、永久磁石８が回転子鉄心６の内部に埋め込まれているので、外径研磨処理などにより、回転子鉄心６の外径を高精度に仕上げることができる。そこで、固定子鉄心３と回転子鉄心６との間の空隙を狭くしても、回転子５の回転時の固定子鉄心３と回転子鉄心６との衝突の発生を防止できる。これにより、空隙を狭くして空隙における磁気抵抗を低減でき、固定子コイル４への鎖交磁束量を増大することができる。
また、永久磁石８が露出していないので、固定子コイル４を鎖交した磁束が固定子２から永久磁石８に直接侵入しない。そこで、渦電流が流れることに起因する永久磁石８の熱減磁が抑制される。

ここで、回転子５が回転すると、遠心力が永久磁石８および薄皮部１３に作用する。そして、永久磁石８は、側面８ｃが直接、あるいは接着剤などの介装物を介して遠心力受け面７ｃに押圧されるように径方向外側に変位する。一方、薄皮部１３は、径方向外方に膨らむように変位する。そこで、遠心力が作用したときの永久磁石８の径方向外方への変位量が、遠心力が作用したときの薄皮部１３の径方向外方への変位量より小さくなるようにすることが好ましい。これにより、永久磁石８が遠心力により径方向外方に変位して薄皮部１３を押圧することが未然に回避される。つまり、永久磁石８に作用する遠心力が薄皮部１３に作用しないので、薄皮部１３は自身に直接作用する遠心力に抗する剛性を有していればよく、薄皮部１３の一層の薄肉化が可能となる。

なお、上記実施の形態１では、永久磁石の底面と側面とのなす角度が７０度に、遠心力受け面の径方向幅が永久磁石の径方向幅の１／４に、永久磁石の上面の周方向幅が機械角で３０度〜４０度に設定されているものとしているが、これらの値は、回転子の極数および固定子のスロット数に応じて適宜設定される。

実施の形態２．
図４はこの発明の実施の形態２に係る内部磁石埋込型モータにおける磁石保持構造を説明する図である。

図４において、磁石保持部材１５が、磁石収納穴７の遠心力受け面７ｃと永久磁石８の側面８ｃとの間の隙間に介装されている。この磁石保持部材１５は、遠心力受け面７ｃと側面８ｃとの間の隙間をなくすように、複数枚のアルミ、銅、ステンレスなどの非磁性金属薄板を当該隙間に挿入して構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態２では、磁石保持部材１５が遠心力受け面７ｃと側面８ｃとの間に介装されているので、遠心力受け面７ｃと側面８ｃとの間の隙間が縮小されている。そこで、遠心力が作用したときの永久磁石８の径方向外方への変位量が低減され、永久磁石８の安定した保持が実現される。
また、非磁性の磁石保持部材１５が遠心力受け面７ｃと側面８ｃとの間に介装されているので、遠心力受け面７ｃと側面８ｃとの間の磁気抵抗が増大し、永久磁石８から発生した磁束が薄皮部１３を流れて側面８ｃから永久磁石８に流れ込む漏れ磁束１４を低減できる。

なお、上記実施の形態２では、磁石保持部材が非磁性金属薄板で構成されているものとしているが、磁石保持部材は、鉄などの磁性金属薄板で構成してもよい。この場合、漏れ磁束の低減効果は劣るものの、永久磁石の安定した保持が実現できる。
また、磁石保持部材として、例えば比透磁率が数十程度の磁性粉末の成型体を用いてもよい。この成型体の比透磁率は鉄の非透磁率に比べて小さいので、鉄製の磁石保持部材を用いる場合に比べ、漏れ磁束の低減効果が得られる。

実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る内部磁石埋込型モータにおける磁石保持構造を説明する図である。

図５において、磁石保持部材１６は、アルミ、銅、ステンレス等の非磁性金属をＬ字状に屈曲成形して作製され、永久磁石８の底面８ａと両側面８ｃとに密接した状態で、磁石収納穴７に挿入されている。さらに、磁気誘導部材１７が、永久磁石８の底面８ａと磁石収納穴７の底面７ａとの間の隙間に介装されている。この磁気誘導部材１７は、底面７ａ，８ａ間の隙間をなくすように、複数枚の鉄等の磁性金属薄板を底面７ａ，８ａ間の隙間に挿入して構成されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

この実施の形態３では、磁石保持部材１６がＬ字状に成形されているので、磁石保持部材１６が永久磁石８の底面８ａと側面８ｃとの２面を支持することになり、永久磁石８をより強固に回転子鉄心６に保持できる。
また、磁気誘導部材１７が、永久磁石８の底面８ａと磁石収納穴７の底面７ａとの間の隙間に介装されている。これにより、永久磁石８の割れの発生が抑制される。さらに、永久磁石８の底面８ａと磁石収納穴７の底面７ａとの間の磁気抵抗が低減される。そこで、固定子コイル４を鎖交する磁束が流れる磁路の磁気抵抗が低減され、永久磁石８の起磁力を有効に活用できる。

実施の形態４．
図６はこの発明の実施の形態４に係る内部磁石埋込型モータに適用される永久磁石を示す側面図である。

図６の（ａ）において、永久磁石２０Ａは、ネオジウム・鉄・ボロン系希土類焼結磁石からなる２つの磁石体２１を接着固定して構成されている。磁石体２１は、上記実施の形態１における永久磁石８を周方向に２等分割した形状に作製されている。そして、各磁石体２１は、着磁配向方向９が、径方向の外方に向かって、２つの磁石体２１の接合面に近づく方向、すなわち永久磁石２０Ａの周方向中央と回転子鉄心６の軸心とを含む平面に近づく方向に傾斜するように着磁配向されている。
図６の（ｂ）において、永久磁石２０Ｂは、磁石体２１と同一の材料で同一の形状に作製された２つの磁石体２２を接着固定して構成されている。そして、各磁石体２２は、着磁配向方向９が、径方向の内方に向かって、２つの磁石体２２の接合面から離反する方向、すなわち永久磁石２０Ｂの周方向中央と回転子鉄心６の軸心とを含む平面から離反する方向に傾斜するように着磁配向されている。

そして、図示していないが、永久磁石２０Ａ，２０Ｂが、それぞれ磁石収納穴７に嵌合されて、周方向に交互に配列されている。
なお、他の構成は上記実施の形態１と同様に構成されている。

したがって、この実施の形態４においても、上記実施の形態１と同様に効果が得られる。
また、この実施の形態４によれば、永久磁石２０Ａを構成する２つの磁石体２１の着磁配向方向９が、径方向の外方に向かって、永久磁石２０Ａの周方向中央と回転子鉄心６の軸心とを含む平面に近づく方向に傾斜しており、永久磁石２０Ｂを構成する２つの磁石体２２の着磁配向方向９が、径方向の内方に向かって、永久磁石２０Ｂの周方向中央と回転子鉄心６の軸心とを含む平面から離反する方向に傾斜している。そこで、磁束は、永久磁石２０Ａ，２０Ｂの周方向中央に、すなわち極中心に集中され、固定子鉄心３と回転子鉄心６との間の空隙の磁束密度分布が正弦波に近づく。これにより、磁束密度の高調波成分が抑制され、損失を低減させることができる。

実施の形態５．
図７はこの発明の実施の形態５に係る内部磁石埋込型モータに適用される永久磁石を示す側面図である。

図７の（ａ）において、永久磁石２５Ａは、ネオジウム・鉄・ボロン系希土類焼結磁石からなる１つの磁石体２６と２つの磁石体２７とを備え、２つの磁石体２７を磁石体２６の両側に接着固定して構成されている。磁石体２６，２７が連接して１列に配列して構成された永久磁石２５Ａは、上記実施の形態１における永久磁石８と同等の形状に作製されている。そして、磁石体２６は、着磁配向方向９が径方向の外方に向かう方向に着磁配向され、各磁石体２７は、着磁配向方向９が径方向外方に向かって磁石体２６，２７の接合面に近づく方向、すなわち永久磁石２５Ａの周方向中央と回転子鉄心６の軸心とを含む平面に近づく方向に傾斜するように着磁配向されている。
図７の（ｂ）において、永久磁石２５Ｂは、磁石体２６と同一の材料で同一の形状に作製された１つの磁石体２８と、磁石体２７と同一の材料で同一の形状に作製された２つの磁石体２９とを備え、２つの磁石体２９を磁石体２７の両側に接着固定して構成されている。そして、磁石体２８は、着磁配向方向９が径方向の内方に向かう方向に着磁配向され、各磁石体２９は、着磁配向方向９が径方向の内方に向かって、磁石体２８，２９の接合面から離反する方向、すなわち永久磁石２５Ｂの周方向中央と回転子鉄心６の軸心とを含む平面から離反する方向に傾斜するように着磁配向されている。

そして、図示していないが、永久磁石２５Ａ，２５Ｂが、それぞれ磁石収納穴７に嵌合されて、周方向に交互に配列されている。
なお、他の構成は上記実施の形態４と同様に構成されている。

したがって、この実施の形態５においても、上記実施の形態４と同様に効果が得られる。

ここで、永久磁石２５Ａは、磁石体２６，２７を１列に配列して接着固定するものとしているが、永久磁石２５Ａに作用する遠心力が大きく、磁石体２６，２７間の接合強度が不十分である場合には、１列に配列された磁石体２６，２７を樹脂モールド、或いはカバーにより一体化するようにすればよい。また、永久磁石２５Ｂについても、同様に、１列に配列された磁石体２８，２９を樹脂モールド、或いはカバーにより一体化するようにすればよい。

なお、上記各実施の形態では、６極３６スロットのＩＰＭモータについて説明しているが、ＩＰＭモータの極数およびスロット数はこれに限定されないことは言うまでもないことである。
また、上記各実施の形態では、永久磁石としてネオジウム・鉄・ボロン系希土類焼結磁石を用いるものとしているが、永久磁石はネオジウム・鉄・ボロン系希土類焼結磁石に限定されるものではなく、例えばフェライト磁石を用いてもよい。

また、上記各実施の形態では、永久磁石が断面等脚台形の四角柱に作製されているものとしているが、永久磁石は断面が等脚台形の四角柱に限定されるものではなく、例えば、断面が弧状帯状の短冊体でもよい。このとき、回転子鉄心に装着された永久磁石の周方向中心と回転子鉄心の軸心とを含む平面と直交する方向において、永久磁石の内径側の面（底面）の周方向両端部間の長さが外径側の面（上面）の周方向両端部間の長さより長くなっていればよい。このように構成される永久磁石の底面と上面とを連結する側面は、径方向外方に向かって、永久磁石の周方向中心と回転子鉄心の軸心とを含む平面に近づく傾斜面となる。そこで、磁石保持穴の遠心力受け面も、永久磁石の側面と同等の傾きをもった傾斜面に形成される。これにより、永久磁石に作用する遠心力を遠心力受け面で受けることできる。

１ＩＰＭモータ（回転電機）、２固定子、３固定子鉄心、３ａスロット、４固定子コイル、５回転子、６回転子鉄心、７磁石保持穴、７ａ底面、７ｃ遠心力受け面、７ｄ湾曲面、８永久磁石、８ａ底面、８ｃ側面、９着磁配向方向、１１回転軸、１２空洞、１３薄皮部、１５，１６磁石保持部材、１７磁気誘導部材、２０Ａ，２０Ｂ永久磁石、２１，２２磁石体、２５Ａ，２５Ｂ永久磁石、２６，２７，２８，２９磁石体。

Claims

スロットが、内周側に開口して、かつ溝方向を軸方向として、周方向に複数配列された円筒状の固定子鉄心、および該固定子鉄心に巻装された固定子コイルを有する固定子と、
回転軸が軸心位置に固着されて上記固定子内に所定の空隙を有して同軸に配設された外周面を円筒面とする回転子鉄心、およびそれぞれ該回転子鉄心の内部に埋め込まれて周方向に配設された複数の永久磁石を有する回転子と、を備え、
複数の磁石収納穴は、それぞれ、周方向の両側面が径方向外方に向かって該磁石収納穴の周方向中央と上記回転子鉄心の軸心とを含む平面に近づく方向に傾斜する遠心力受け面と該遠心力受け面の外径側に連設されて周方向外方に凸状に湾曲する湾曲面とからなり、穴方向を軸方向として上記回転子鉄心の外径側に周方向に互いに離間して穿設され、
上記複数の永久磁石は、それぞれ、両側面が傾斜面に形成され、該両側面の下端側が上記遠心力受け面に支持されるように、かつ隣り合う上記回転子鉄心の外周面側の極性が逆極性となるように上記複数の磁石収納穴のそれぞれに嵌合され、
磁石保持部材が非磁性材料でＬ字状に作製され、上記複数の磁石保持穴のそれぞれの上記遠心力受け面および底面の遠心力受け面側の縁部と該磁石保持穴に嵌合されている上記永久磁石の上記両側面および底面の両側面側の縁部との間に介装され、
空洞が上記複数の磁石収納穴のそれぞれの上記湾曲面と該磁石保持穴に嵌合されている上記永久磁石の両側面との間に形成されていることを特徴とする回転電機。
上記複数の永久磁石は、それぞれ、複数個の磁石体を連接して構成され、連接された該複数個の磁石体のそれぞれが、着磁配向方向を径方向外方かつ極中心に向かう方向、又は径方向内方かつ極中心から離れる方向とするように着磁配向されていることを特徴とする請求項１記載の回転電機。
磁性材料からなる磁気誘導部材が、上記磁石保持部材の間、かつ上記複数の磁石保持穴のそれぞれの底面と該磁石保持穴に嵌合されている上記永久磁石の底面との間に介装されていることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の回転電機。
上記複数の磁石収納穴は、それぞれ、遠心力が該磁石保持穴に嵌合されている上記永久磁石に作用したときに、該永久磁石に作用する該遠心力を該永久磁石の両側面を介して上記遠心力受け面で受け、該永久磁石が上記回転子鉄心の該磁石収納穴の外径側に位置する薄皮部を押圧することを阻止するように形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の回転電機。