JP6316602B2 - 回転子および永久磁石電動機 - Google Patents

Description

本発明は、永久磁石が設けられている回転子および永久磁石が設けられている回転子を備える永久磁石電動機に関し、特に、永久磁石としてフェライト磁石を用いながら永久磁石電動機の効率を向上させることができる技術に関する。

永久磁石電動機の回転子に設ける永久磁石として、残留磁束密度が高い、ネオジウム磁石等の希土類磁石が用いられている。しかしながら、希土類磁石は、高価である。このため、希土類磁石より安価であるフェライト磁石等の使用が要望されている。
フェライト磁石を用いた回転子を備える永久磁石電動機として、例えば、特許文献１に開示されている永久磁石電動機が知られている。特許文献１に開示されている永久磁石電動機は、図１６に示されている回転子コア８００を有する回転子を用いている。なお、図１６は、回転子コア８００を軸方向に直角な方向から見た断面図である。図１６に示されている回転子コア８００は、回転子コア８００の回転中心Ｏからｑ軸に沿って直線状に延びている磁石挿入孔８１１が、周方向に沿って複数形成されている。磁石挿入孔８１１には、直線状に延びている永久磁石８２１が挿入されている。永久磁石８２１としてフェライト磁石が用いられている。磁石挿入孔８１１および永久磁石８２１は、断面が四角形状を有している。

特開２０１０−４７２２号公報

フェライト磁石は、希土類磁石に比べて残留磁束密度が低い。ここで、永久磁石から発生する磁束量は、永久磁石の残留磁束密度に依存する。また、永久磁石から発生する磁束量が減少すると、固定子巻線に流す電流（固定子電流）を増加させる必要があり、永久磁石電動機の効率が低下する。このため、希土類磁石に代えてフェライト磁石を用いる場合には、残留磁束密度ができるだけ高いフェライト磁石を用いることになる。
一方、残留磁束密度が高いフェライト磁石は、保持力が低いため、減磁し易い。したがって、残留磁束密度が高いフェライト磁石を用いる場合には、保持力を高めるために、フェライト磁石の厚さ（Ｎ極表面とＳ極表面の間の間隔）を厚くする必要がある。
しかしながら、回転子コアの大きさ（直径）を変えないで、フェライト磁石の厚さを厚くすると、磁石表面積（Ｎ極およびＳ極の磁極表面積）が小さくなり、磁束量が減少することになる。
このため、フェライト磁石を用いて、希土類磁石を用いた場合と同程度の効率を達成するのは難しいと思われていた。
本発明者らは、フェライト磁石の角形性（Ｊ−Ｈ減磁曲線における、残留磁束密度Ｂｒの９０％に対応する磁場Ｈｋと保持力Ｈｃｊとの比［Ｈｋ／Ｈｃｊ］）に着目し、フェライト磁石を用いた永久磁石電動機の効率がフェライト磁石の角形性に影響することを見出した。
したがって、本発明は、永久磁石としてフェライト磁石を用いた永久磁石電動機の効率を向上させることができる技術を提供することを目的とする。

本発明は、以下のように構成することができる。なお、以下では、「平行」という記載は、「略平行」を含むものとして用いている。
一つの発明は、回転子に関する。
本発明の回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有している。回転子コアは、典型的には、電磁鋼板を積層することによって形成される。複数の永久磁石によって、ｄ軸（主磁束の方向）とｑ軸（ｄ軸に対して電気的に直角な方向）が規定される。永久磁石は、Ｎ極の主磁極とＳ極の主磁極が周方向に沿って交互に配置されるように着磁される。
複数の磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側（例えば、時計回り方向側）および他方方向側（例えば、反時計回り方向側）に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔により構成されている。典型的には、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔は、ｑ軸側に突出している円弧状に延びている。
第１の磁石挿入孔は、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側壁および第２の側壁と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周壁および内周壁と、第１の側壁と内周壁に接続されている第１の斜壁とにより形成されている。第１の斜壁は、典型的には、直線状に延びている。また、第２の磁石挿入孔は、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側壁および第２の側壁と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周壁および内周壁と、第２の側壁と内周壁に接続されている第２の斜壁とにより形成されている。第２の斜壁は、典型的には、直線状に延びている。第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔との間の周方向に沿った間隔は、内周側よりも外周側の方が大きくなるように構成されている。
複数の永久磁石は、第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により構成されている。
第１の磁石挿入孔の第１の斜壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して周方向に沿って一方方向側に配置される第２の磁石挿入孔の第２の斜壁（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔の第１の斜壁と第２の磁石挿入孔の第２の斜壁）は、当該第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および当該第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により規定されるｄ軸と平行に延びているとともに、当該第１の斜壁と当該第２の斜壁によって、当該ｄ軸に沿って直線状に延びる内周ブリッジ部が形成されている。また、第１の磁石挿入孔の第２の側壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して周方向に沿って他方方向側に配置される第２の磁石挿入孔の第１の側壁（ｑ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔の第２の側壁と第２の磁石挿入孔の第１の側壁）によって、極間ブリッジ部が形成されている。
第１の磁石挿入孔には、第１の永久磁石より内周側に空隙部が設けられており、第２の磁石挿入孔には、第２の永久磁石より内周側に空隙部が設けられている。
回転子コアの外周面は、軸方向に直角な断面で見て、ｄ軸と交差する第１の曲線部分と、ｑ軸と交差する第２の曲線部分が交互に接続されて形成されており、第１の曲線部分は、ｄ軸上に曲率中心を有する円弧形状に形成され、第２の曲線部分は、ｑ軸上に曲率中心を有し、第１の曲線部分の曲率半径より大きい曲率半径を有する円弧形状に形成されている。
本発明では、第１の永久磁石および第２の永久磁石として、Ｊ−Ｈ減磁曲線（Ｊ：磁化、Ｈ：磁場）における、残留磁束密度Ｂｒの９０％に対応する磁場Ｈｋと保持力Ｈｃｊとの比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が［０．８≦（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］を満足するフェライト磁石を用いている。
なお、比［Ｈｋ／Ｈｃｊ］は、「角形性」とも呼ばれている。Ｊ−Ｈ減磁曲線は、Ｊ−Ｈ曲線における第２象限の曲線である。残留磁束密度Ｂｒは、Ｊ−Ｈ減磁曲線における磁場（外部磁場）Ｈが０の時の磁化（残留磁化Ｊｒ）に等しい。保持力Ｈｃｊは、Ｊ−Ｈ減磁曲線における磁化Ｊが０の時の磁場に等しい。
本発明では、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する曲線状に延びている第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔が設けられている。これにより、磁石表面積を大きくすることができる。また、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔が、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する曲線状に延びているため、ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の永久磁石と第２の永久磁石の間の開角が、ｑ軸に沿って直線状に延びる第１の永久磁石と第２の永久磁石を用いる場合に比べて小さくなる。これにより、トルクに寄与する有効起電力が増加する。また、ｄ軸を挟んで隣接する第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔の間に、ｄ軸に平行に直線状に延びる内周ブリッジ部が形成されているとともに、ｑ軸を挟んで隣接する第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔の間に極間ブリッジ部が形成されているため、遠心力に対する回転子コアの強度を高めることができる。これにより、ｄ軸を挟んで隣接する第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔の間の間隔を小さくすることができ、ｄ軸を挟んで隣接する第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔の間を介して磁束が短絡するのを防止することができる。また、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔の内周側に形成されている空隙によって、隣接する磁石挿入孔群の間（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔の間）の部分を介して磁束が短絡するのをより抑制することができる。また、内周ブリッジ部を形成する第１の磁石挿入孔の第１の斜壁と第２の磁石挿入孔の第２の斜壁がｄ軸（径方向）に平行に延びているため、遠心力に対する回転子コアの強度を効果的に高めることができる。また、回転子の外周面が、異なる曲率半径を有する円弧形状の第１の曲線部分と第２の曲線部分により形成されているため、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔と回転子コアの外周面（第２の曲線部分）との間の部分の間隔が、周方向に沿って略等しくなる。これにより、遠心力に対する回転子コアの強度の低下を抑制しながら外周ブリッジ部の幅（径方向に沿った長さ）を小さくすることができ、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔と回転子コアの外周面との間の部分を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。また、永久磁石として、Ｊ−Ｈ減磁曲線における、残留磁束密度Ｂｒの９０％に対応する磁場Ｈｋと保持力Ｈｃｊとの比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が［０．８≦（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］を満足するフェライト磁石を用いている。これにより、保持力の低下を抑制しながら残留磁束密度を高めることができる。したがって、永久磁石電動機の効率を向上させることができる。

一つの発明の異なる形態では、第１の永久磁石は、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側面および第２の側面と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周面および内周面とにより形成され、第２の永久磁石は、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側面および第２の側面と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周面および内周面により形成されている。
一つの発明の他の異なる形態では、第１の永久磁石は、第１の永久磁石および第２の永久磁石は、角部が直線状または円弧状に形成されている。

一つの発明の他の異なる形態では、第１の磁石挿入孔には、第１の永久磁石より外周側に空隙部が設けられ、第２の磁石挿入孔には、第２の永久磁石より外周側に空隙部が設けられている。
本形態では、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔の外周側に形成されている空隙によって、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔と回転子コアの外周面の間の部分を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。

他の発明は、固定子と、固定子に対して回転可能に支持された回転子を備える永久磁石電動機に関する。固定子は、固定子コアと、固定子巻線を有している。回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有している。そして、本発明では、回転子として、前述した回転子のいずれかが用いられている。
本発明は、前述した各回転子と同様の効果を有している。

本発明の回転子および永久磁石電動機を用いることにより、永久磁石としてフェライト磁石を用いながら永久磁石電動機の効率を向上させることができる。

第１の実施の形態の永久磁石電動機の概略構成を示す図である。 第１の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図である。 図２の部分拡大図である。 第２の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図である。 図４の部分拡大図である。 第３の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図である。 図６の部分拡大図である。 第４の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図である。 図８の部分拡大図である。 第５の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図の部分拡大図である。 第６の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図の部分拡大図である。 第６の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の永久磁石の断面図である。 第７の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図である。 永久磁石の角形性を説明する図である。 永久磁石の角形性と残留磁束密度および保持力（減磁電流）との関係を示す図である。 従来の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コアの断面図である。

以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
なお、本明細書では、「軸方向」は、回転子が固定子に対して回転可能に支持されている状態において、回転子の回転中心Ｏを通る回転中心線の方向を示している。また、「周方向」は、回転子が固定子に対して回転可能に支持されている状態において、軸方向（回転中心線の方向）に直角な断面でみて、回転中心Ｏを中心とする円周方向を示している。また、「径方向」は、回転子が固定子に対して回転可能に支持されている状態において、軸方向に直角な断面でみて、回転中心Ｏを通る方向を示している。
また、「ｄ軸」は、軸方向に直角な断面で見て、磁石挿入孔に挿入されている永久磁石によって形成される主磁極（Ｎ極、Ｓ極）の主磁束が流れる方向（主磁極の周方向中心）を示し、「ｑ軸」は、「ｄ軸」に対して電気的に直角な（電気角で９０度の）方向を示している。
また、「平行」という記載は、「略平行」である態様を含むものとして用いている。
また、「周方向に沿って一方方向」および「周方向に沿って他方方向」という記載は、軸方向に直角な断面で見て、「時計回り方向（右回り方向）」および「反時計回り方向（左回り方向）」を示すものとして用いている。勿論、逆に、「反時計回り方向（左回り方向）」および「時計回り方向側（右回り方向側）」を示すものとして用いることもできる。

本発明の永久磁石電動機の第１の実施の形態が、図１、図２、図３に示されている。なお、図１は、第１の実施の形態の永久磁石電動機１０の概略構成を示す図である。また、図２は、第１の実施の永久磁石電動機１０で用いられている回転子の回転子コア１００を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図３は、図２の部分拡大図である。
第１の実施の形態の永久磁石電動機１０は、固定子２０と、固定子２０に対して回転可能に支持されている回転子５０により構成されている。
固定子２０は、固定子コア３０と固定子巻線４０により構成されている。固定子コア３０は、電磁鋼板を積層して形成されている。固定子コア３０は、軸方向に直角な断面で見て、周方向に沿って延びているヨークと、ヨークから径方向に沿って回転子５０の回転中心方向に延びている複数のティースと、周方向に隣接するティースによって形成されるスロットを有している。固定子巻線４０は、スロット内に挿入されている。

回転子５０は、永久磁石が挿入される磁石挿入孔が形成されている回転子コア１００と、回転軸６０により構成されている。
回転子コア１００は、電磁鋼板を積層することによって形成されている。
磁石挿入孔に挿入される永久磁石によって主磁極（Ｎ極、Ｓ極）が形成され、主磁極によって主磁束が発生する。
本実施の形態では、磁石挿入孔に挿入される永久磁石として、希土類磁石より残留磁束密度は低いが安価であるフェライト磁石が用いられている。

本実施の形態では、回転子コア１００の外周面１０１は、軸方向に直角な断面でみて、第１の曲線部分１０１Ａと第２の曲線部分１０１Ｂが交互に配置されて構成されている。
第１の曲線部分１０１Ａは、ｄ軸と交差し、回転子コア１００の外周方向に突出している第１の曲線形状に形成されている。また、第２の曲線部分１０１Ｂは、ｑ軸と交差し、回転子コア１００の外周方向に突出している第２の曲線形状に形成されている。第１の曲線形状は、ｄ軸上の回転中心Ｏを曲率中心とする半径Ｒ１の円弧形状である。また、第２の曲線形状は、ｑ軸上の、回転中心Ｏより第２の曲線部分１０１Ｂと反対方向に離れた点Ｐを曲率中心とする半径Ｒ２（＞Ｒ１）の円弧形状である。

回転子コア１００には、軸方向に直角な断面で見て、径方向に沿って延びている磁石挿入孔が、周方向に沿って複数形成されている。
本実施の形態では、磁石挿入孔は、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側（時計回り方向側）に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている第１の磁石挿入孔１１１と、ｑ軸に対して周方向に沿って他方方向側（反時計回り方向）に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている第２の磁石挿入孔１１２を有している。ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側に配置されている第１の磁石挿入孔１１１と他方方向側に配置されている第２の磁石挿入孔１１２によって磁石挿入孔群が構成されている。そして、磁石挿入孔群が、周方向に沿って複数配置されている。
第１の磁石挿入孔１１１は、外周壁１１１ａ、第１の側壁１１１ｂ、第２の側壁１１１ｃおよび内周壁１１１ｄによって形成されている。外周壁１１１ａおよび内周壁１１１ｄは、径方向（ｑ軸）に沿って外周側（外周面１０１側）および内周側（回転中心Ｏ側）に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側壁１１１ｂおよび第２の側壁１１１ｃは、周方向に沿って一方方向側（時計回り方向側）および他方方向側（反時計回り方向側）に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（周方向に沿って他方方向側）に突出する円弧状に延びている。
第２の磁石挿入孔１１２は、外周壁１１２ａ、第１の側壁１１２ｂ、第２の側壁１１２ｃおよび内周壁１１２ｄによって形成されている。外周壁１１２ａおよび内周壁１１２ｄは、径方向（ｑ軸）に沿った外周側および内周側に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側壁１１２ｂおよび第２の側壁１１２ｃは、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（周方向に沿って一方方向側）に突出する円弧状に延びている。

第１の磁石挿入孔１１１に挿入される第１の永久磁石１２１および第２の磁石挿入孔１１２に挿入される第２の永久磁石１２２は、軸方向に直角な断面で見て、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている。
第１の永久磁石１２１は、外周面１２１ａ、第１の側面１２１ｂ、第２の側面１２１ｃおよび内周面１２１ｄによって形成されている。外周面１２１ａおよび内周面１２１ｄは、径方向（ｑ軸）に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側面１２１ｂおよび第２の側面１２１ｃは、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（周方向に沿って他方方向側）に突出している円弧状に延びている。第１の永久磁石１２１の外周面１２１ａ、第１の側面１２１ｂ、第２の側面１２１ｃおよび内周面１２１ｄは、第１の磁石挿入孔１１１の外周壁１１１ａ、第１の側壁１１１ｂ、第２の側壁１１１ｃおよび内周壁１１１ｄに対向する位置に配置される。
第２の永久磁石１２２は、外周面１２２ａ、第１の側面１２２ｂ、第２の側面１２２ｃおよび内周面１２２ｄによって形成されている。第２の永久磁石１２２の第１の側面１２２ｂおよび第２の側面１２２ｃは、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（周方向に沿って一方方向側）に突出する円弧状に延びている。第２の永久磁石１２２の外周面１２２ａ、第１の側面１２２ｂ、第２の側面１２２ｃおよび内周面１２２ｄは、第２の磁石挿入孔１１２の外周壁１１２ａ、第１の側壁１１２ｂ、第２の側壁１１２ｃおよび内周壁１１２ｄに対向する位置に配置される。
ｑ軸を挟んで両側に配置される第１の永久磁石１２１と第２の永久磁石１２２により永久磁石群が構成されている。

第１の永久磁石１２１および第２の永久磁石１２２は、隣接する主磁極が異極となるように着磁（磁化）される。
本実施の形態では、第１の永久磁石１２１および第２の永久磁石１２２は、周方向に沿って着磁されている。例えば、図３に示されているように、同じ磁石挿入孔群を構成している（ｑ軸を挟んで両側に配置されている）第１の磁石挿入孔１１１および第２の磁石挿入孔１１２に挿入される第１の永久磁石１２１および第２の永久磁石１２２は、周方向に沿って同じ極性となるように着磁される。例えば、同じ永久磁石群を構成している第１の永久磁石１２１の第１の側面１２１ｂおよび第２の永久磁石１２２の第１の側面１２２ｂがＮ極となり、第１の永久磁石１２１の第２の側面１２１ｃおよび第２の永久磁石１２２の第２の側面１２２ｃがＳ極となるように着磁される。すなわち、同じ永久磁石群を構成している（ｑ軸を挟んで両側に配置されている）第１の永久磁石１２１および第２の永久磁石１２２の側面のうち、周方向に沿って一方方向側に配置される側面１２１ｂおよび１２２ｂが一方の極性（Ｓ極またはＮ極）となり、他方方向側に配置される側面１２１ｃおよび１２２ｃが他方の極性（Ｎ極またはＳ極）となるように着磁される。
また、周方向に隣接する永久磁石群のうち一方方向側に配置され永久磁石群を構成している第２の永久磁石１２２と他方方向側に配置される永久磁石群を構成している第１の永久磁石１２１については、周方向に沿って対向する面（ｄ軸に対して一方方向側に配置される第２の永久磁石１２２の第２の側面１２２ｃと他方方向側に配置される第１の永久磁石１２１の第１の側面１２１ｂ）が同じ極性となるように着磁される。すなわち、周方向に隣接する永久磁石群のうち一方方向側に配置される永久磁石群の第２の永久磁石１２２の第２の側面１２２ｃと他方方向側に配置される永久磁石群の第１の永久磁石１２１の第１の側面１２１ｂが同じ極性となるように着磁される。
永久磁石を着磁する方法としては、平行に着磁する平行着磁方法あるいは中心点からラジアル方向に着磁するラジアル着磁方法を用いることができる。

本実施の形態では、第１の磁石挿入孔１１１の外周壁１１１ａと回転子コア１００の外周面１０１（第２の曲線部分１０１Ｂ）の間に第１の外周ブリッジ部１０５ａが形成され、第２の磁石挿入孔１１２の外周壁１１２ａと回転子コア１００の外周面１０１（第２の曲線部分１０１Ｂ）の間に第２の外周ブリッジ部１０５ｂが形成されている。
この第１の外周ブリッジ部１０５ａおよび第２の外周ブリッジ部１０５ｂによって、第１の磁石挿入孔１１１および第２の磁石挿入孔１１２と回転子コア１００の外周面１０１（第２の曲線部分１０１Ｂ）の間の部分を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。
第１の外周ブリッジ部１０５ａおよび第２の外周ブリッジ部１０５ｂは、本発明の「第３のブリッジ部」に対応する。

また、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間に、内周ブリッジ部１０６が形成されている。すなわち、周方向に隣接する磁石挿入孔群のうち一方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第２の磁石挿入孔１１２の第２の側壁１１２ｃと、他方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔１１１の第１の側壁１１１ｂの間（ｄ軸に対して一方方向側に配置される第２の磁石挿入孔１１２の第２の側壁１１２ｃと他方方向側に配置される第１の磁石挿入孔１１１の第１の側壁１１１ｂの間）に、内周ブリッジ部１０６が形成されている。
この内周ブリッジ部１０６によって、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間（ｄ軸に対して一方方向側に配置される第２の磁石挿入孔と他方方向側に配置される第１の磁石挿入孔の間）の部分を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。
好適には、内周ブリッジ部１０６の幅（周方向に沿った長さ）Ｔの最小値は、０．３５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内に設定される。
内周ブリッジ部１０６は、本発明の「第１のブリッジ部」に対応する。

また、同じ磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔１１１と第２の磁石挿入孔１１２の間に、極間ブリッジ部１０７が形成されている。すなわち、同じ磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔１１１の第２の側壁１１１ｃと第２の磁石挿入孔１１２の第１の側壁１１２ｂの間（ｑ軸に対して一方方向側に配置される第１の磁石挿入孔１１１の第２の側壁１１１ｃと他方方向側に配置される第２の磁石挿入孔１１２の第１の側壁１１２ｂ）の間）に、極間ブリッジ部１０７が形成されている。
極間ブリッジ部１０７によって、同じ磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔１１１と第２の磁石挿入孔１１２の間の部分を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。
本実施の形態では、極間ブリッジ部１０７を形成する第１の磁石挿入孔１１１の第２の側面１１１ｃと第２の磁石挿入孔１１２の第１の側面１１２ｂ（ｑ軸を挟んで両側に配置される側面）が、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている。このため、図３に示されているように、極間ブリッジ部１０７の周方向に沿った幅（間隔）が、径方向に沿った位置によって異なる。例えば、内周面１０２側の端部位置（第１の磁石挿入孔１１１の内周壁１１１ｄと第２の磁石挿入孔１１２の内周壁１２１ｄを結んだ線の位置）では間隔がＥであり、外周面１０１側に（径方向に沿って外周側に）Ｇだけ離れた位置では間隔がＦ（Ｆ＞Ｅ）である。好適には、極間ブリッジ部１０７は、内周面１０２側の端部位置から径方向に沿って外周側に１．５ｍｍ以上離れている位置まで、周方向に沿った幅（間隔）が０．３５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内となるように形成される。
極間ブリッジ部１０７は、本発明の「第２のブリッジ部」に対応する。

本実施の形態では、永久磁石（第１の永久磁石１２１と第２の永久磁石１２２）が、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びているため、永久磁石の磁石表面積を大きくすることができる。これにより、永久磁石から発生する磁束量を増大させることができる。

従来の回転子コア８００では、図１６に破線矢印で示すように、磁石収容孔８１１と回転子コア８００の内周面８０２の間の部分を介して磁束が短絡する。この磁束の短絡を抑制する方法としては、周方向に隣接する磁石挿入孔８１１の間の間隔、特に、内周面８０２側の間隔Ｗを小さくすることが考えられる。一方、間隔Ｗを小さくすると、遠心力に対する回転子コア８００の強度が低下する。このため、間隔Ｗを小さくするには限界があり、磁束の短絡を十分に抑制することができなかった。
本実施の形態では、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間（ｄ軸に対して、周方向に沿って一方方向側に配置される第２の磁石挿入孔１１２と他方方向側に配置される第１の磁石挿入孔１１１の間）に、内周ブリッジ部１０６が形成されている。また、同じ磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔１１１と第２の磁石挿入孔１１２の間（ｑ軸に対して、周方向に沿って一方方向側に配置される第１の磁石挿入孔１１１と他方方向側に配置される第２の磁石挿入孔１１２の間）に、極間ブリッジ部１０７が形成されている。この内周ブリッジ部１０６と極間ブリッジ部１０７によって、遠心力に対する回転子コア１００の強度を高めることができる。この場合、内周ブリッジ部１０６の間隔を小さくすることができるため、隣接する磁石挿入孔群間（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔１１１と第２の磁石挿入孔１１２の間）の部分を介して磁束が短絡するのをより抑制することができる。

したがって、永久磁石として、希土類磁石に比べて磁束密度は低いが安価であるフェライト磁石を用いた場合でも、遠心力に対する強度の低下や磁束の短絡を抑制しながら、磁石表面積を大きくすることができ、十分な磁束量を確保することができる。

また、本実施の形態では、ｑ軸に対して一方方向側および他方方向側に配置される第１の永久磁石１２１および第２の永久磁石１２２が、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている。これにより、ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の永久磁石１２１と第２の永久磁石１２２の間の開角が、ｑ軸に沿って直線状に延びる第１の永久磁石と第２の永久磁石を用いた場合に比べて小さくなり、トルクに寄与する有効起電力が増加する。

また、本実施の形態では、回転子コア１００の外周面１０１を形成する第１の曲線部分１０１Ａと第２の曲線部分１０１Ｂの接続部（切り替わり部分）１０１ａが固定子のティースと対向する箇所を通過する時に、ティースに流れる磁束量の急激な変化を抑制することができる。これにより、ティースを流れる磁束量の急激な変化によって固定子巻線に誘起される誘起電圧の波形に含まれる高調波成分が増大するのを防止することができ、固定子巻線の誘起電圧に基づいてインバータを正確に制御することができる。
また、磁石挿入孔１１１の第１の部分の外周壁１１１ａと回転子コア１００の外周面１０１の第２の曲線部分１０１Ｂとの間の間隔が周方向に沿って略等しくなる。これにより、外周壁１１１ａと第２の曲線部分１０１Ｂの間の間隔を小さくすることができ、磁石挿入孔１１１の第１の部分の外周壁１１１ａと回転子コア１００の外周面１０１（第２の曲線部分１０１Ｂ）の間の部分を介して磁束が短絡するのを抑制することができる。

次に、永久磁石の角形性について説明する。
永久磁石の磁気特性を表す磁化曲線として、図１４に示すような、磁場（外部磁場）Ｈに対する永久磁石の磁化Ｊの変化を表すＪ−Ｈ曲線が用いられている。図１４において、横軸は、磁場（外部磁場）Ｈ（Ｏｅ）を示し、縦軸は磁化Ｊ（Ｇ）を示している。
図１４に示すＪ−Ｈ曲線のうち、第２象限の部分は、Ｊ−Ｈ減磁曲線と呼ばれ、磁石の性能を表す際に用いられている。Ｊ−Ｈ減磁曲線において、永久磁石を着磁した状態で磁場Ｈを徐々に減少させ、磁場Ｈが０となった時の磁化Ｊを残留磁化Ｊｒと呼ぶ。この残留磁化Ｊｒは、永久磁石の残留磁束密度Ｂｒと等しい。磁場Ｈをさらに逆（マイナス）の方向に加え、磁化Ｊが０となった時の磁場Ｈを保持力Ｈｃｊと呼ぶ。保持力Ｈｃｊは、磁化Ｊが０となるように磁場Ｈを逆方向に加えるための減磁電流で表すこともできる。
ここで、図１４に示すＪ−Ｈ減磁曲線において、残留持続密度Ｂｒ（＝残留磁化Ｊｒ）の９０％（＝０．９Ｂｒ）に対応する磁場ＨをＨｋとする。そして、磁場Ｈｋと保持力Ｈｃｊとの比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を永久磁石の角形性と呼ぶ。

フェライト磁石について、角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）と残留磁束密度Ｂｒおよび保持力Ｈｃｊ（又は減磁電流）との関係について測定した結果を図１５に示す。図１５において、横軸は角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）（％）を示し、一方の縦軸は残留磁束密度Ｂｒ（Ｇ）を示し、他方の縦軸は保持力Ｈｃｊ（Ｏｅ）又は減磁電流（Ａ）を示している。また、実線は、残留磁束密度Ｂｒを示し、破線は、保持力Ｈｃｊ又は減磁電流を示す。
図１５から、残留磁束密度Ｂｒは、角形性が８５％以下では高い状態を維持しているが、８５％より大きくなると低くなることが分かる。前述したように、残留磁束密度Ｂｒが高いと、磁束量が増大する。
また、保持力Ｈｃｊ又は減磁電流は、角形性が８０％以上では高い状態を維持しているが、８０％より小さくなると低くなることが分かる。前述したように、保持力Ｈｃｊ又は減磁電流が低いと、減磁しやすくなるため、フェライト磁石の厚さを厚くする必要がある。この場合、磁束量を増大させるのが難しい。
以上の点から、［０．８≦角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］を満足する角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するフェライト磁石を用いることにより、保持力Ｈｃｊの低下を抑制しながら残留磁束密度Ｂｒを高めることができることが分かる。
したがって、本実施の形態では、第１の永久磁石１２１および第２の永久磁石１２２として、［０．８≦角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］を満足する角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）を有するフェライト磁石を用いている。

次に、本発明の他の実施の形態を説明する。
なお、以下の各実施の形態では、固定子の構成は第１の実施の形態と同じであるため、回転子の構成についてのみ説明する。
また、第１の実施の形態の各構成要素に付されている参照符号と３桁目以外が同じである参照数字が付されている構成要素は、同じものを表している。
また、永久磁石として、第１の実施の形態と同様のフェライト磁石を用いている。

本発明の第２の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コア２００を、図４および図５を参照して説明する。図４は、回転子コア２００を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図５は、図４の部分拡大図である。
回転子コア２００の外周面２０１は、第１の実施の形態と同様に、軸方向に直角な断面で見て、ｄ軸と交差する第１の曲線部分２０１Ａと、ｑ軸と交差する第２の曲線部分２０１Ｂが交互に接続されて形成されている。

回転子コア２００には、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側に、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（他方方向側）に突出する円弧状に延びている第１の磁石挿入孔２１１が形成され、ｑ軸に対して他方方向側に、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（一方方向側）に突出する円弧状に延びている第２の磁石挿入孔２１２が形成されている。ｑ軸に対して両側に配置されている第１の磁石挿入孔２１１と第２の磁石挿入孔２１２によって磁石挿入孔群が構成されている。
第１の磁石挿入孔２１１は、外周壁２１１ａ、第１の側壁２１１ｂ、第２の側壁２１１ｃ、内周壁２１１ｄおよび第１の斜壁２１１ｇによって形成されている。外周壁２１１ａおよび内周壁２１１ｄは、径方向（ｑ軸）に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側壁２１１ｂおよび第２の側壁２１１ｃは、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（他方方向側）に突出する円弧状に延びている。第１の斜壁２１１ｇは、第１の側壁２１１ｂと内周壁２１１ｄに接続されているとともに、直線状に延びている。
第２の磁石挿入孔２１２は、外周壁２１２ａ、第１の側壁２１２ｂ、第２の側壁２１２ｃ、内周壁２１２ｄおよび第２の斜壁２１２ｈによって形成されている。外周壁２１２ａおよび内周壁２１２ｄは、径方向（ｑ軸）に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側壁２１２ｂおよび第２の側壁２１２ｃは、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（一方方向側）に突出する円弧状に延びている。第２の斜壁２１２ｈは、第２の側壁２１２ｃと内周壁２１２ｄに接続されているとともに、直線状に延びている。
周方向に沿って隣接する永久磁石群のうち一方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第２の磁石挿入孔２１２の第２の斜壁２１２ｈと他方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔２１１の第１の斜壁２１１ｇ（ｄ軸に対して一方方向側に配置される第２の磁石挿入孔２１２の第２の斜壁２１２ｈと他方方向側に配置される第１の磁石挿入孔２１１の第１の斜壁２１１ｇ）は、当該第２の磁石挿入孔２１２および第１の磁石挿入孔２１１に挿入される第２の永久磁石２２２および第１の永久磁石２２１により規定されるｄ軸に平行に直線状に延びている。

第１の磁石挿入孔２１１および第２の磁石挿入孔２１２に挿入される第１の永久磁石２２１および第２の永久磁石２２２は、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている。
第１の永久磁石２２１は、外周面２２１ａ、第１の側面２２１ｂ、第２の側面２２１ｃ、内周面２２１ｄおよび第１の斜面２２１ｇによって形成されている。外周面２２１ａおよび内周面２２１ｄは、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側面２２１ｂおよび第２の側面２２１ｃは、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（他方方向側）に突出する円弧状に延びている。第１の斜面２２１ｇは、第１の側面２２１ｂと内周面２２１ｄに接続されているとともに、直線状に延びている。第１の永久磁石２２１の外周面２２１ａ、第１の側面２２１ｂ、第２の側面２２１ｃ、内周面２２１ｄおよび第１の斜面２２１ｇは、第１の磁石挿入孔２１１の外周壁２１１ａ、第１の側壁２２１ｂ、第２の側壁２２１ｃ、内周壁２２１ｄおよび第１の斜壁２２１ｇに対向する位置に配置される。
第２の永久磁石２２２は、外周面２２２ａ、第１の側面２２２ｂ、第２の側面２２２ｃ、内周面２２２ｄおよび第２の斜面２２２ｈによって形成されている。外周面２２２ａおよび内周面２２２ｄは、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って直線状に延びている。第１の側面２２２ｂおよび第２の側面２２２ｃは、周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側（一方方向側）に突出する円弧状に延びている。第２の斜面２２２ｈは、第２の側面２２２ｃと内周面２２２ｄに接続されているとともに、直線状に延びている。第２の永久磁石２２２の外周面２２２ａ、第１の側面２２２ｂ、第２の側面２２２ｃ、内周面２２２ｄおよび第２の斜面２２２ｈは、第２の磁石挿入孔２１２の外周壁２１２ａ、第１の側壁２１２ｂ、第２の側壁２１２ｃ、内周壁２１２ｄおよび第２の斜壁２１２ｈに対向する位置に配置される。
第１の永久磁石２２１および第２の永久磁石２２２は、第１の実施の形態と同様に、Ｎ極の主磁極とＳ極の主磁極が周方向に沿って交互に配置されるように、周方向に沿って着磁されている。

本実施の形態では、第１の磁石挿入孔２１１（外周壁２１１ａ）と回転子コア２００の外周面２０１（第２の曲線部分２０１Ｂ）の間に第１の外周ブリッジ部２０５ａが形成され、第２の磁石挿入孔２１２（外周壁２１２ａ）と回転子コア２００の外周面２０１（第２の曲線部分２０１Ｂ）の間に第２の外周ブリッジ部２０５ｂが形成されている。
また、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔２１１と第２の磁石挿入孔２１２の間）に、内周ブリッジ部２０６が形成されている。
また、同じ磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔２１１と第２の磁石挿入孔２１２の間（ｑ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔２１１と第２の磁石挿入孔２１２の間）に、極間ブリッジ部２０７が形成されている。
特に、本実施の形態では、内周ブリッジ部２０６が、周方向に隣接する磁石挿入孔群のうち一方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第２の磁石挿入孔２１２の第２の斜壁２１２ｈと、他方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔２１１の第１の斜壁２１１ｇの間（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔２１１の第１の斜壁２１１ｇと第２の磁石挿入孔２１２の第２の斜壁２１２ｈの間）に形成されている。
好適には、内周ブリッジ部２０６は、幅（周方向に沿った長さ）Ｔが０．３５ｍｍ〜０，５ｍｍの範囲内に設定され、長さ（径方向に沿った長さ）Ｌが１．５ｍｍ以上に設定される。

本実施の形態では、周方向に隣接する磁石挿入孔群のうち一方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第２の磁石挿入孔２１２の第２の斜壁２１２ｈと、他方方向側に配置される磁石挿入孔群を構成する第１の磁石挿入孔２１１の第１の斜壁２１１ｇ（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の斜壁２１１ｇと第２の斜壁２１２ｈ）によって、ｑ軸に沿って延びる内周ブリッジ部２０６が形成されているため、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間の部分を介して磁束が短絡するのを防止することができる。さらに、内周ブリッジ部２０６を形成する第１の磁石挿入孔２１１の第１の斜壁２１１ｇと第２の磁石挿入孔２１２の第２の斜壁２１２ｈがｄ軸に平行に直線状に延びているため、遠心力に対する回転子コア２００の強度をより高くすることができる。したがって、内周ブリッジ部２０６の幅Ｔをより小さくすることができ、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間の部分を介して磁束が短絡するのをより抑制することができる。

本発明の第３の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コア３００を、図６および図７を参照して説明する。図６は、回転子コア３００を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図７は、図６の部分拡大図である。
回転子コア３００の外周面３０１は、第２の実施の形態と同様に、軸方向に直角な断面で見て、ｄ軸と交差する第１の曲線部分３０１Ａと、ｑ軸と交差する第２の曲線部分３０１Ｂが交互に接続されて形成されている。
回転子コア３００には、第２の実施の形態と同様の形状の第１の磁石挿入孔３１１および第２の磁石挿入孔３１２が形成されている。ｑ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔３１１と第２の磁石挿入孔３１２によって磁石挿入孔群が構成されている。
第１の磁石挿入孔３１１は、外周壁３１１ａ、第１の側壁３１１ｂ、第２の側壁３１１ｃ、内周壁３１１ｄおよび第１の斜壁３１１ｇにより形成されている。第２の磁石挿入孔３１２は、外周壁３１２ａ、第１の側壁３１２ｂ、第２の側壁３１２ｃ、内周壁３１２ｄおよび第２の斜壁３１２ｈにより形成されている。
第１の磁石挿入孔３１１には、第１の永久磁石３２１が挿入され、第２の磁石挿入孔３１２には、第２の永久磁石３２２が挿入されている。第１の永久磁石３２１は、外周面３２１ａ、第１の側面３２１ｂ、第２の側面３２１ｃおよび内周面３２１ｄを有している。また、第２の永久磁石３２２は、外周面３２２ａ、第１の側面３２２ｂ、第２の側面３２２ｃおよび内周面３２２ｄを有している。
第１の永久磁石３２１および第２の永久磁石３２２は、第２の実施の形態と同様に、Ｎ極の主磁極とＳ極の主磁極が周方向に沿って交互に配置されるように、周方向に沿って着磁されている。

第１の磁石挿入孔３１１内には、第１の永久磁石３２１より内周側に（第１の磁石挿入孔３１１の内周壁３１１ｄと第１の永久磁石３２１の内周面３２１ｄの間に）空隙３１１ｍが形成されている。また、第２の磁石挿入孔３１２内には、第２の永久磁石３２２より内周側に（第２の磁石挿入孔３１２の内周壁３１２ｄと第２の永久磁石３２２の内周面３２２ｄの間に）空隙３１２ｍが形成されている。
これにより、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔３１１と第２の磁石挿入孔３１２の間）の部分を介して磁束が短絡するのをより抑制することができる。

本発明の第４の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コア４００を、図８および図９を参照して説明する。図８は、回転子コア４００を軸方向に直角な方向から見た断面図であり、図９は、図８の部分拡大図である。
回転子コア４００の外周面４０１は、第２の実施の形態と同様に、軸方向に直角な断面で見て、ｄ軸と交差する第１の曲線部分４０１Ａと、ｑ軸と交差する第２の曲線部分４０１Ｂが交互に接続されて形成されている。
回転子コア４００には、第２の実施の形態と同様の形状の第１の磁石挿入孔４１１および第２の磁石挿入孔４１２が形成されている。ｑ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔４１１と第２の磁石挿入孔４１２によって磁石挿入孔群が構成されている。
第１の磁石挿入孔４１１は、外周壁４１１ａ、第１の側壁４１１ｂ、第２の側壁４１１ｃ、内周壁４１１ｄおよび第１の斜壁４１１ｇにより形成されている。第２の磁石挿入孔４１２は、外周壁４１２ａ、第１の側壁４１２ｂ、第２の側壁４１２ｃ、内周壁４１２ｄおよび第２の斜壁４１２ｈにより形成されている。
第１の磁石挿入孔４１１には、第１の永久磁石４２１が挿入され、第２の磁石挿入孔４１２には、第２の永久磁石４２２が挿入されている。第１の永久磁石４２１は、外周面４２１ａ、第１の側面４２１ｂ、第２の側面４２１ｃおよび内周面４２１ｄを有している。また、第２の永久磁石４２２は、外周面４２２ａ、第１の側面４２２ｂ、第２の側面４２２ｃおよび内周面４２２ｄを有している。
第１の永久磁石４２１および第２の永久磁石４２２は、第１の実施の形態と同様に、Ｎ極の主磁極とＳ極の主磁極が周方向に沿って交互に配置されるように、周方向に沿って着磁されている。

本実施の形態では、第１の磁石挿入孔４１１内には、第１の永久磁石４２１より内周側に（第１の磁石挿入孔４１１の内周壁４１１ｄと第１の永久磁石４２１の内周面４２１ｄの間に）空隙４１１ｍが形成されている。また、第１の磁石挿入孔４１１内には、第１の永久磁石４２１より外周側（第１の磁石挿入孔４１１の外周壁４１１ａと第１の永久磁石４２１の外周面４２１ａの間に）空隙４１１ｎが形成されている。
同様に、第２の磁石挿入孔４１２内には、第２の永久磁石４２２より内周側に（第２の磁石挿入孔４１２の内周壁４１２ｄと第２の永久磁石４２２の内周面４２２ｄの間に）空隙４１２ｍが形成されている。また、第２の磁石挿入孔４１２内には、第２の永久磁石４２２より外周側（第２の磁石挿入孔４１２の外周壁４１２ａと第２の永久磁石４２２の外周面４２２ａの間に）空隙４１２ｎが形成されている。
これにより、周方向に隣接する磁石挿入孔群の間（ｄ軸を挟んで両側に配置される第１の磁石挿入孔４１１と第２の磁石挿入孔４１２の間）の部分を介して磁束が短絡するのをより抑制することができる。また、磁石挿入孔（第１の磁石挿入孔４１１の外周壁４１１ａ、第２の磁石祖入孔４１２の外周壁４１２ａ）と回転子コア４００の外周面４０１（第２の曲線部分４０１Ｂ）の間の部分を介して磁束が短絡するのをより抑制することができる。

本発明の第５の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コア５００を、図１０を参照して説明する。図１０は、回転子コア５００を軸方向に直角な方向から見た断面図の部分拡大図である。
回転子コア５００の外周面５０１は、第１の実施の形態と同様に、曲率半径が異なる第１の曲線部分５０１Ａと第２の曲線部分５０１Ｂにより形成されている。
回転子コア５００には、第１の実施の形態と同様に、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側および他方方向側に、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている第１の磁石挿入孔５１１および第２の磁石挿入孔５１２が形成されている。
第１の磁石挿入孔５１１および第２の磁石挿入孔５１２には、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出する円弧状に延びている第１の永久磁石５２１および第２の永久磁石５２２が挿入されている。
本実施の形態では、軸方向に直角な断面で見て、永久磁石の角部がＲ状（円弧状）に形成されている。すなわち、第１の永久磁石５２１の角部にＲ面（円弧状の面）５２１ｅが形成され、第２の永久磁石５２２の角部にＲ面５２２ｅが形成されている。Ｒ面を形成する角部は、適宜選択可能である。

本発明の第６の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コア６００を、図１１を参照して説明する。図１１は、回転子コア６００を軸方向に直角な方向から見た断面図の部分拡大図である。
回転子コア６００の外周面６０１は、第１の実施の形態と同様に、曲率半径が異なる第１の曲線部分６０１Ａと第２の曲線部分６０１Ｂにより形成されている。
回転子コア６００には、第１の実施の形態と同様に、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側および他方方向側に、ｑ軸に沿って、ｑ軸側もに出する円弧状に延びている第１の磁石挿入孔６１１および第２の磁石挿入孔６１２が形成されている。
第１の磁石挿入孔６１１および第２の磁石挿入孔６１２には、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に出する円弧状に延びている第１の永久磁石６２１および第２の永久磁石６２２が挿入されている。
本実施の形態では、軸方向に直角な断面で見て、永久磁石の角部がテーパー状（直線状）に形成されている。すなわち、第１の永久磁石６２１の角部にテーパー面（直線状の面）６２１ｆが形成され、第２の永久磁石６２２の角部にテーパー面６２２ｆが形成されている。テーパー面を形成する角部は、適宜選択可能である。

永久磁石の角部にテーパー面を形成した一例を図１２に示す。図１２は、図１１に示されている第１の永久磁石６２１にテーパー面を形成したものである。
第１の永久磁石６２１は、外周面６２１ａ、第１の側面６２１ｂ、第２の側面６２１ｃ、内周面６２１ｄおよびテーパー面６２１ｆ１〜６２１ｆ４により形成されている。テーパー面６２１ｆ１は、第２の側面６２１ｃと内周面６２１ｄとの間の角部に形成され、テーパー面６２１ｆ２は、内周面６２１ｄと第１の側面６２１ｂとの間の角部に形成され、テーパー面６２１ｆ３は、第２の側面６２１ｃと外周面６２１ａとの間の角部に形成され、テーパー面６２１ｆ４は、外周面６２１ａと第１の側面６２１ｂとの間の角部に形成されている。図１２に示す例では、テーパー面６２１ｆ２と６２１ｆ４に沿った線が、テーパー面６２１ｆ１に沿った線およびテーパー面６２１ｆ３に沿った線と直交（９０度）している。これにより、円弧状に形成された磁石体から本実施の形態で用いる第１の永久磁石６２１および第２の永久磁石６２２を効率よく製造することができる。

第１〜第６の実施の形態では、回転子コアの外周面を、曲率半径が異なる第１の曲線部分と第２の曲線部分によって形成したが、円形形状に形成することもできる。
本発明の第７の実施の形態の永久磁石電動機で用いられている回転子の回転子コア７００を、図１３を参照して説明する。図１３は、回転子コア７００を軸方向に直角な方向から見た断面図である。本実施の形態は、第１の実施の形態の回転子コア１００の外周面を円弧形状に形成したものである。
回転子コア７００の外周面７０１は、軸方向に直角な断面で見て、円形形状を有している。
回転子コア７００には、第１の実施の形態と同様に、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側および他方方向側に、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に出する円弧状に延びている第１の磁石挿入孔７１１および第２の磁石挿入孔７１２が形成されている。
第１の磁石挿入孔７１１および第２の磁石挿入孔７１２には、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に出する円弧状に延びている第１の永久磁石７２１および第２の永久磁石７２２が挿入されている。

本発明は、実施の形態で説明した構成に限定されず、種々の変更、追加、削除が可能である。
実施の形態で説明した各構成は、単独で用いることもできるし、適宜選択して組み合わせて用いることもできる。
回転子コアは、軸方向に直角な断面で見て、曲率半径が異なる第１の曲線部分と第２の曲線部分により形成された外周面を有するのが好ましいが、円形の外周面を有していてもよい。
磁石挿入孔や永久磁石の形状は、実施の形態で説明した形状に限定されず、種々の形状に設定することができる。
磁石挿入孔内の永久磁石より外周側および内周側の少なくとも一方に空隙を設ける構成は、適宜選択して用いることができる。
角形性（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が［０．８≦（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］を満足するフェライト磁石を用いることによって、保持力の低下を抑制しながら残留磁束密度を高めて磁束量を増大させる構成と、磁石表面積を増大させることによって磁束量を増大させる構成を組み合わせて用いるのが好ましいが、いずれか一方の構成のみを用いることもできる。
例えば、「複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、前記複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有し、前記複数の永久磁石によってｄ軸とｑ軸が規定される回転子であって、前記複数の磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔により構成されており、
前記複数の永久磁石は、前記第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および前記第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により構成されており、前記第１の磁石挿入孔および前記第２の磁石挿入孔は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置される第１の側壁および第２の側壁を有しており、前記第１の磁石挿入孔の前記第１の側壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して前記一方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第２の側壁によって内周ブリッジ部が形成され、前記第１の磁石挿入孔の前記第２の側壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して前記他方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第１の側壁によって極間ブリッジ部が形成されていることを特徴とする回転子。」として構成することができる。

本発明は、以下のように構成することもできる。
（態様１）
「複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、前記複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有し、前記複数の永久磁石によってｄ軸とｑ軸が規定される回転子であって、前記複数の磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔により構成されており、前記複数の永久磁石は、前記第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および前記第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により構成されており、前記第１の磁石挿入孔および前記第２の磁石挿入孔は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置される第１の側壁および第２の側壁を有しており、前記第１の磁石挿入孔の前記第１の側壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して前記一方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第２の側壁によって内周ブリッジ部が形成され、前記第１の磁石挿入孔の前記第２の側壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して前記他方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第１の側壁によって極間ブリッジ部が形成されており、前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石としてフェライト磁石が用いられており、前記フェライト磁石は、Ｊ−Ｈ減磁曲線における、残留磁束密度Ｂｒの９０％に対応する磁場Ｈｋと保持力Ｈｃｊとの比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が［０．８≦（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］であることを特徴とする回転子。」
（態様２）
「態様１の回転子であって、前記第１の磁石挿入孔は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置され、曲線状に延びている前記第１の側壁および前記第２の側壁、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周壁および内周壁、前記第１の側壁と前記内周壁に接続されている第１の斜壁により形成されており、前記第２の磁石挿入孔は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置され、曲線状に延びている第１の側壁および第２の側壁、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周壁および内周壁、前記第２の側壁と前記内周壁に接続されている第２の斜壁により形成されており、前記第１の磁石挿入孔の前記第１の斜壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して周方向に沿って前記一方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第２の斜壁は、当該第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および当該第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により規定されるｄ軸と平行に延びているとともに、前記内周ブリッジ部を形成していることを特徴とする回転子。」
（態様３）
「態様１または２の回転子であって、前記第１の磁石挿入孔には、前記第１の永久磁石より内周側に空隙部が設けられ、前記第２の磁石挿入孔には、前記第２の永久磁石より内周側に空隙部が設けられていることを特徴とする回転子。」
（態様４）
「態様１〜３のいずれかの回転子であって、前記第１の磁石挿入孔には、前記第１の永久磁石より外周側に空隙部が設けられ、前記第２の磁石挿入孔には、前記第２の永久磁石より外周側に空隙部が設けられていることを特徴とする回転子。」
（態様５）
「態様１〜４のいずれかの回転子であって、前記回転子コアの外周面は、軸方向に直角な断面で見て、ｄ軸と交差する第１の曲線部分と、ｑ軸と交差する第２の曲線部分が交互に接続されて形成されており、前記第１の曲線部分は、ｄ軸上に曲率中心を有する円弧形状に形成され、前記第２の曲線部分は、ｑ軸上に曲率中心を有し、前記第１の曲線部分の曲率半径より大きい曲率半径を有する円弧形状に形成されていることを特徴とする回転子。」
（態様６）
「固定子と、前記固定子に対して回転可能に支持された回転子を備え、前記固定子は、固定子コアと、固定子巻線を有し、前記回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、前記複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有している永久磁石電動機であって、前記回転子として請求項１〜５のいずれか一項に記載の回転子が用いられていることを特徴とする永久磁石電動機。」

１０ 永久磁石電動機
２０ 固定子
３０ 固定子コア
４０ 固定子巻線
５０ 回転子
６０ 回転軸
１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００ 回転子コア
１０１、２０１、３０１、４０１、５０１、６０１、７０１、８０１ 外周面
１０１Ａ、２０１Ａ、３０１Ａ、４０１Ａ、５０１Ａ、６０１Ａ 第１の曲線部分
１０１Ｂ、２０１Ｂ、３０１Ｂ、４０１Ｂ、５０１Ｂ、６０１Ｂ 第２の曲線部分
１０１ａ、２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ、５０１ａ、６０１ａ 接続点
１０２、２０２、３０２、４０２、５０２、６０２、７０２、８０２ 内周面
１０５ａ、１０５ｂ、２０５ａ、２０５ｂ、３０５ａ、３０５ｂ、４０５ａ、４０５ｂ、５０５ａ，５０５ｂ、６０５ａ、６０５ｂ 外周ブリッジ部
１０６、２０６、３０６、４０６、５０６、６０６、７０６、８０６ 内周ブリッジ部
１０７、２０７、３０７、４０７、５０７、６０７、７０７ 極間ブリッジ部
１１１、１１２、２１１、２１２、３１１、３１２、４１１、４１２、５１１、５１２、６１１、６１２、７１１、７１２、８１１ 磁石挿入孔
１１１ａ、１１２ａ、２１１ａ、２１２ａ、３１１ａ、３１２ａ、４１１ａ、４１２ａ、５１１ａ、５１２ａ、６１１ａ、６１２ａ 外周壁
１１１ｂ、１１１ｃ、１１２ｂ、１１２ｃ、２１１ｂ、２１１ｃ、２１２ｂ、２１２ｃ、３１１ｂ、３１１ｃ、３１２ｂ、３１２ｃ、４１１ｂ、４１１ｃ、４１２ｂ、４１２ｃ、５１１ｂ、５１１ｃ、５１２ｂ、５１２ｃ、６１１ｂ、６１１ｃ 側壁
１１１ｄ、１１２ｄ、２１１ｄ、２１２ｄ、３１１ｄ、４１１ｄ、４１１ｄ、４１２ｄ、５１１ｄ、５１２ｄ、６１１ｄ、６１２ｄ 内周壁
１２１、１２２、２２１、２２２、３２１、３２２、４２１、４２２、５２１、５２２、６２１、６２２、７２１、７２２、８２１ 永久磁石
１２１ａ、１２２ａ、２２１ａ、２２２ａ、３２１ａ、３２２ａ、４２１ａ、４２２ａ、５２１ａ、５２２ａ、６２１ａ、６２２ａ 外周面
１２１ｂ、１２１ｃ、１２２ｂ、１２２ｃ、２２１ｂ、２２１ｃ、２２２ｂ、２２２ｃ、３２１ｂ、３２１ｃ、３２２ｂ、３２２ｃ、４２１ｂ、４２１ｃ、４２２ｂ、４２２ｃ。５２１ｂ、５２１ｃ、５２２ｂ、５２２ｃ、６２１ｂ、６２１ｃ、６２２ｂ、６２２ｃ 側面
１２１ｄ、１２２ｄ、２２１ｄ、２２２ｄ、３２１ｄ、３２２ｄ、４２１ｄ、４２２ｄ、５２１ｄ、５２２ｄ、６２１ｄ、６２２ｄ 内周面
２１１ｇ、２１２ｈ、３１１ｇ、３１２ｈ、４１１ｇ、４１２ｈ 斜壁
２２１ｇ、２２２ｈ 斜面
３１１ｍ、３１２ｍ、４１１ｍ、４１２ｍ、４１１ｎ、４１２ｎ 空隙
５２１ｅ、５２２ｅ Ｒ面
６２１ｆ、６２２ｆ、６２１ｆ１〜６２１ｆ４ テーパー面

Claims (5)

1. 複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、前記複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有し、前記複数の永久磁石によってｄ軸とｑ軸が規定される回転子であって、
   前記複数の磁石挿入孔は、軸方向に直角な断面で見て、ｑ軸に対して周方向に沿って一方方向側および他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔により構成されており、
   前記複数の永久磁石は、前記第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および前記第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により構成されており、
   前記第１の磁石挿入孔は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側壁および第２の側壁と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周壁および内周壁と、前記第１の側壁と前記内周壁に接続されている第１の斜壁とにより形成されており、
   前記第２の磁石挿入孔は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側壁および第２の側壁と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周壁および内周壁と、前記第２の側壁と前記内周壁に接続されている第２の斜壁とにより形成されており、
   前記第１の磁石挿入孔と前記第２の磁石挿入孔との間の周方向に沿った間隔は、内周側よりも外周側の方が大きくなるように構成されており、
   前記第１の磁石挿入孔の前記第１の斜壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して周方向に沿って前記一方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第２の斜壁は、当該第１の磁石挿入孔に挿入される第１の永久磁石および当該第２の磁石挿入孔に挿入される第２の永久磁石により規定されるｄ軸に平行に延びているとともに、当該第１の斜壁と当該第２の斜壁によって、当該ｄ軸に沿って直線状に延びる内周ブリッジ部が形成されており、
   前記第１の磁石挿入孔の前記第２の側壁と、当該第１の磁石挿入孔に対して周方向に沿って前記他方方向側に配置される前記第２の磁石挿入孔の前記第１の側壁によって極間ブリッジ部が形成されており、
   前記第１の磁石挿入孔には、前記第１の永久磁石より内周側に空隙部が設けられており、
   前記第２の磁石挿入孔には、前記第２の永久磁石より内周側に空隙部が設けられており、
   前記回転子コアの外周面は、軸方向に直角な断面で見て、ｄ軸と交差する第１の曲線部分と、ｑ軸と交差する第２の曲線部分が交互に接続されて形成されており、前記第１の曲線部分は、ｄ軸上に曲率中心を有する円弧形状に形成され、前記第２の曲線部分は、ｑ軸上に曲率中心を有し、前記第１の曲線部分の曲率半径より大きい曲率半径を有する円弧形状に形成されており、
   前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石としてフェライト磁石が用いられており、
   前記フェライト磁石は、Ｊ−Ｈ減磁曲線における、残留磁束密度Ｂｒの９０％に対応する磁場Ｈｋと保持力Ｈｃｊとの比（Ｈｋ／Ｈｃｊ）が［０．８≦（Ｈｋ／Ｈｃｊ）≦０．８５］であることを特徴とする回転子。
2. 請求項１に記載の回転子であって、
   前記第１の永久磁石は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側面および第２の側面と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周面および内周面とにより形成されており、
   前記第２の永久磁石は、周方向に沿って前記一方方向側および前記他方方向側に配置され、ｑ軸に沿って、ｑ軸側に突出している曲線状に延びている第１の側面および第２の側面と、径方向に沿って外周側および内周側に配置され、周方向に沿って延びている外周面および内周面とにより形成されていることを特徴とする回転子。
3. 請求項２に記載の回転子であって、
   前記第１の永久磁石および前記第２の永久磁石は、角部が直線状または円弧状に形成されていることを特徴とする回転子。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転子であって、
   前記第１の磁石挿入孔には、前記第１の永久磁石より外周側に空隙部が設けられ、
   前記第２の磁石挿入孔には、前記第２の永久磁石より外周側に空隙部が設けられていることを特徴とする回転子。
5. 固定子と、前記固定子に対して回転可能に支持された回転子を備え、前記固定子は、固定子コアと、固定子巻線を有し、前記回転子は、複数の磁石挿入孔が形成された回転子コアと、前記複数の磁石挿入孔に挿入された複数の永久磁石を有している永久磁石電動機であって、前記回転子として請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転子が用いられていることを特徴とする永久磁石電動機。
   
   

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