JP6436114B2

JP6436114B2 - 永久磁石式回転電機

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Publication number: JP6436114B2
Application number: JP2016029859A
Authority: JP
Inventors: 希幸鈴木; 中根　芳之; 芳之中根
Original assignee: Toyota Industries Corp
Current assignee: Toyota Industries Corp
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2018-12-12
Anticipated expiration: 2036-02-19
Also published as: US10291088B2; US20170244291A1; DE102017103281A1; JP2017147903A

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、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、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、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、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。前記ロータコアの外周部には、前記Ｎ極磁石間に対応する箇所及び前記Ｓ極磁石間に対応する箇所に溝部が設けられている。

この構成の永久磁石式回転電機は、永久磁石の合計が４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。そして、ロータコアの外周部には、固定子側が同極となるように設けられた隣り合う永久磁石間に溝部が設けられているため、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、ロータコアの周方向へ行き難くなって、固定子側へ効率良く流れる。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、かつトルク脈動を改善することができる。

前記Ｎ極磁石及び前記Ｓ極磁石は、それぞれ３個以上設けられており、前記溝部は、前記固定子側が同極の前記永久磁石に挟まれた前記永久磁石と、その両側に配置された前記永久磁石との間に対応する箇所に設けられた２個の溝部の内の一方の溝部の幅が他方の溝部の幅より狭くなるように形成されていることが好ましい。

回転電機の固定子は複数のティース（ステータティース）を有する。そして、ステータティースにかかる表面力の回転方向成分の総和がモータトルクとなる。回転角と、ある１本のティースにかかるトルク（ティーストルク）との関係が理想線に近いほど、トルク脈動は小さくなる。隣り合う永久磁石との間に対応する状態で前記ロータコアの外周部に設けられた２個の溝部のうち、一方の溝部の幅を他方の溝部の幅より狭くすることにより、回転角とティーストルクとの関係が理想線に近づく。その結果、両方の溝部が同じ幅の場合に比べて、トルク脈動が小さくなる。

前記溝部は、円弧面状の底面と、前記底面に連続する平面状の側面とを備えていることが好ましい。溝部の底面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。しかし、底面に続く側面も円弧面とすると、溝部の幅を狭くする場合に、溝部の開口端側の幅が途中より狭くなり、漏れ磁束が発生し易くなるため好ましくない。側面を平面状にすれば、溝部の幅を固定子に近い側ほど広い状態で狭くすることが容易になる。

前記溝部は、前記底面が前記複数の永久磁石の外周面側を結ぶ仮想線より外側となる形状に形成されていることが好ましい。溝部を、溝部の底面が前記仮想線の内側まで入り込む形状とした場合は、ロータコアの回転により永久磁石に加わる遠心力による、溝部の底面と対向するロータコアの支持点での応力が急激に増加する。そのため、溝部は、その底面が複数の永久磁石の外周面側を結ぶ仮想線より外側となる形状に形成されていることが好ましい。

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）は永久磁石式回転電機の模式断面図、（ｂ）はロータの拡大部分模式平面図。（ａ）は切り欠きがない場合の磁束の流れを示す模式図、（ｂ）は切り欠きが在る場合の磁束の流れを示す模式図。回転角１°のときの表面力のベクトル図。（ａ）は溝の断面形状が略Ｖ字状の場合の回転角１０８°のときのティーストルクを示す模式図、（ｂ）は溝の断面形状が略Ｕ字状の場合の回転角１０８°のときの表面力のベクトル図。（ａ）は溝の断面形状が略Ｖ字状の場合の回転角によるティーストルクの変化と理想線との関係を示す模式図、（ｂ）は溝の断面形状が略Ｕ字状の場合の回転角によるティーストルクの変化と理想線との関係を示す模式図。（ａ），（ｂ）は支持点での応力との関係を説明する模式図。（ａ）は別の実施形態の溝の形状を示す模式図、（ｂ）は溝幅が狭い別の形状溝部の模式図。別の実施形態のロータの部分平面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図６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。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と、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。

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、を有する。

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永久磁石２０即ちＮ極磁石間に挟まれた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。

同様に、ロータコア１６の外周部には、Ｓ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１即ちＳ極磁石間に挟まれた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。

なお、ロータコア１６の外周部とは、ロータコア１６における永久磁石２０よりも径方向（回転軸１７の径方向と一致する方向、以降径方向）外側に位置する部分であり、詳述すると、ロータコア１６における複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線２５よりも径方向外側に位置する部分である。

また、永久磁石２０と永久磁石２１との間に対応する箇所とは、ロータコア１６の外周部において、ロータコア１６の永久磁石２０と永久磁石２１との間の部分と径方向に重なる箇所である。

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より径方向外側となる形状に形成されている。溝部２３，２４ａは同じ形状に形成されている。

なお、永久磁石２０，２１の外周面とは、永久磁石２０，２１の面のうちでロータコア１６の径方向と交差する方向に延びる２つの面のうち、外周面に近い側の面を意味する。
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おり、底面２６から離れるに従い互いの距離が離れるように形成されている。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とほぼ同じ深さと、永久磁石２０から溝部２４ａまでの距離と同じ距離Ｄと、溝部２４ａの曲率半径と同じ曲率半径の底面２６とを有する。さらに、溝部２４ｂは、底面２６と連続する２個の側面２７とを備えている。

また、溝部２４ｂの幅Ｗ２を溝部２４ａの幅Ｗ１より狭くするため、溝部２４ｂは、固定子１２と対向する開口端の幅が、溝部２４ａの固定子１２と対向する開口端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る平面２７ａと、２つの平面２７ａと連続する平面２７ｂから構成されている。

さらに詳述すると、２個の平面２７ａは、底面２６から離れるに従い互いの距離が離れるように形成される。２個の平面２７ｂは、互いの距離が一定となるように形成されている。

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（Ｎ極磁石）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（Ｓ極磁石）２１に流入する必要がある。

図２（ａ）に示すように、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の外周部を流れ易くなる。また、永久磁石２０から発生した磁束の一部は、隣り合う永久磁石２０の対向する面の間の部分も流れる。しかし、図２（ｂ）に示すように、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（溝部２４ｂのみ図示）は、永久磁石２０から発生した磁束が、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、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。図３及び図４（ａ）に示すように、同じ形状の溝部２４ａと対応する箇所におけるベクトル線の大きさ及び向きは、回転角によって変化する。また、図４（ａ），図４（ｂ）に示すように、同じ回転角であっても、形状の異なる溝部２４ａと溝部２４ｂとでは、溝部２４ａ，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。なお、図３は回転角１°におけるベクトルを示し、図４（ａ）は、回転角１０８°における断面形状が略Ｖ字状の溝部２４ａに対応するベクトルを示し、図４（ｂ）は回転角１０８°での断面形状が略Ｕ字状の溝部２４ｂに対応するベクトルを示す。

ティーストルクと、回転角との関係を図に示すと、図５（ａ），（ｂ）に示すようになる。図５（ａ），（ｂ）において太線は理想線を示し、細線は実際の線を示す。図５（ａ），（ｂ）に示すように、理想線では、１０８°付近にピークがあり、回転角１°でのベクトルは小さいほど理想線に近づく。そのため、図３に示すように、溝部２４ａが断面略Ｖ字状に形成されて固定子１２とのギャップが大きく設けられている。

また、回転角１０８°でのベクトルは大きいほど理想線に近づく。図４（ａ），（ｂ）から、断面略Ｖ字状の溝部２４ａに対応するベクトルに比べて、断面略Ｕ字状の溝部２４ｂに対応するベクトルの方が大きく、かつ固定子１２側に向かって立ち上がる状態にあることが確認できる。そのため、図４（ｂ）に示すように、溝部２４ｂが断面略Ｕ字状に形成されて、溝部２４ｂの固定子１２に近い側の幅が狭くなるように形成されている。

その結果、同じ永久磁石２０の両端と対応する箇所に設けられた溝部２４ａ，２４ｂの形状が両方とも断面略Ｖ字状の場合に対応する図５（ａ）に比べて、溝部２４ｂが断面略Ｕ字状に形成された場合の方が、回転角１０８°でのベクトルが大きくなって理想線に近づいていることが確認される。

図６（ａ）に示すように、溝部２４ａの底面２６の位置が、複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線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に加わる遠心力による、溝部２４ａの底面２６と対向するロータコア１６の支持点２９での応力が急激に増加する。この応力の大きさは、図６（ｂ）に示すように、溝部２４ａの底面２６の位置が、複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線２５の外側に存在する形状とした場合において、溝部２４ａの底面２６と対向するロータコア１６の支持点２９での応力に比べて、１．４倍程度に急激に増加する。そのため、溝部２４ａ，２４ｂの形状は、底面２６の位置が、複数の永久磁石２０，２１の外周面側を結ぶ仮想線２５の内側まで入り込まない形状にすることが好ましい。

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、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、を有する。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、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、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の外周部には、Ｎ極磁石間に対応する箇所及びＳ極磁石間に対応する箇所に溝部２４ａ，２４ｂが設けられている。

ＩＰＭモータ１０は、永久磁石２０，２１の合計が４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。そして、固定子１２側が同極となるように設けられた隣り合う永久磁石２０間及び永久磁石２１間に溝部２４ａ，２４ｂが設けられているため、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）Ｎ極磁石（永久磁石２０）及びＳ極磁石（永久磁石２１）は、それぞれ３個以上設けられており、溝部は、固定子１２側が同極の永久磁石に挟まれた永久磁石と、その両側に配置された永久磁石との間に対応する箇所に設けられた２個の溝部２４ａ，２４ｂの内の一方の溝部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。

ＩＰＭモータ１０（回転電機）の固定子１２は複数のティース（ステータティース）１３を有する。そして、ステータティースにかかる表面力の回転方向成分の総和がモータトルクとなる。回転角と、ある１本のティースにかかるトルク（ティーストルク）との関係が理想線に近いほど、トルク脈動は小さくなる。隣り合う永久磁石２０（永久磁石２１）との間に対応する状態でロータコア１６の外周部に設けられた２個の溝部２４ａ，２４ｂのうち、一方の溝部２４ｂの幅を他方の溝部２４ａの幅より狭くすることにより、回転角とティーストルクとの関係が理想線に近づく。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。

（３）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。溝部２４ｂの幅を狭くする場合に、底面２６に続く側面２７も円弧面とすることも可能だが、底面２６に続く側面２７も円弧面にすると、溝部２４ｂの開口端側の幅、即ち固定子１２に近い側の幅が途中より狭くなり、漏れ磁束が発生し易くなるため好ましくない。

（４）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。

（５）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２９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。

（６）ＩＰＭモータ１０は、遠心圧縮機用の回転電機として使用される。ＩＰＭモータ１０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。

○ 溝部２４ａより溝幅が狭く形成された溝部２４ｂは、固定子１２と対向する開口端の幅が、溝部２４ａの固定子１２と対向する開口端の幅より狭い断面形状が略Ｕ字状に形成されたものに限らない。例えば、図７（ａ）に示すように、一方の側面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２７ａと、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２８と平行に延びる平面２７ｂとの２つの平面で構成され、他方の側面２７は、底面２６の円弧面に滑らかに連続する１つの平面２７ａで構成されていてもよい。

○ 底面２６の曲率半径が同じでも、溝部２４ｂの平面が溝部２４ａの平面と比べて立っていれば、溝部２４ｂの開口端の幅を溝部２４ａの開口端の幅より狭くできる。
○ 溝部２４ｂは、外周側に向かうに従い溝部２４ｂの平面間の距離が狭くなるようにしてもよい。

○ 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の底面２６の曲率半径を溝部２４ａの底面２６の曲率半径より小さくすれば、図７（ｂ）に示すように、溝部２４ｂの両側面２７を、底面２６を構成する円弧面に滑らかに連続する１つの平面で形成することが可能になる。しかし、底面２６の応力緩和効果は曲率半径によって異なるため、応力緩和効果の大きな同じ曲率半径にする方が好ましい。

○ 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２８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の数はそれぞれ複数であればよく、例えば３個でもよい。永久磁石２０，２１の数が３個の場合は、例えば、図８に示すように、ロータコア１６の外周面には、同極が固定子側となるように設けられた隣り合う永久磁石２０に挟まれた永久磁石２０と、その両側に配置された永久磁石２０との間に対応する状態でそれぞれ溝部２４ｂが設けられる。

○ 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。

○ Ｎ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Ｓ極が固定子１２側となるように設けられた永久磁石２１は、それぞれ２個であってもよい。しかし、それぞれ３個以上設けられているのが好ましい。

○ 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、一部を省略してもよい。

Ｗ１，Ｗ２…幅、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、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、２３，２４ａ，２４ｂ…溝部、２５…仮想線、２６…底面、２７…側面。

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、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、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、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、
前記ロータコアの外周部には、前記Ｎ極磁石間に対応する箇所及び前記Ｓ極磁石間に対応する箇所に溝部が設けられており、
前記Ｎ極磁石及び前記Ｓ極磁石は、それぞれ３個以上設けられており、
前記溝部は、前記固定子側が同極の前記永久磁石に挟まれた前記永久磁石と、その両側に配置された前記永久磁石との間に対応する箇所に設けられた２個の溝部の内の一方の溝部の幅が他方の溝部の幅より狭くなるように形成されていることを特徴とする永久磁石式回転電機。
前記溝部は、円弧面状の底面と、前記底面に連続する平面状の側面とを備えている請求項１に記載の永久磁石式回転電機。
前記溝部は、前記底面が前記複数の永久磁石の外周面側を結ぶ仮想線より外側となる形状に形成されている請求項１又は請求項２に記載の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〜請求項３のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機。