JP6689449B2 - 回転子、電動機、圧縮機、送風機、および空気調和装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転子、電動機、圧縮機、送風機、および空気調和装置に関する。

電動機の回転子は、電磁鋼板の積層体で構成された回転子鉄心と、回転軸であるシャフトとを有する。シャフトは、一般に、焼き嵌めによって回転子鉄心の内周に固定される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２２６０１号公報（段落００２４〜００３２参照）

しかしながら、回転子に永久磁石を埋め込んだ永久磁石埋め込み型の電動機の場合、焼き嵌めの際に回転子鉄心の熱が永久磁石に伝わり、永久磁石の減磁が生じる可能性がある。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、回転子に取り付けた永久磁石の減磁を抑制することを目的とする。

本発明の回転子は、軸線を中心とする環状の内周と、当該軸線を中心とする径方向において内周の外側に位置する外周とを有し、電磁鋼板で構成された回転子鉄心を備える。回転子鉄心は、外周に沿って、当該軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔とを有し、内周に沿って、周方向に隣り合う第１のスリットと第２のスリットとを有する。第１の磁石挿入孔には第１の永久磁石が配置され、第２の磁石挿入孔には第２の永久磁石が配置される。第１のスリットは、第２のスリットに対向する第１の対向部を有し、第２のスリットは、第１のスリットに対向する第２の対向部を有する。第１の対向部は、径方向における内側の端部に第１の内側端部を有し、径方向における外側の端部に第１の外側端部を有し、第２の対向部は、径方向における内側の端部に第２の内側端部を有し、径方向における外側の端部に第２の外側端部を有する。回転子鉄心は、第１の対向部と第２の対向部との間に、第１の内側端部と第２の内周部とを結ぶ第１の直線と、第１の外側端部と第２の外側端部とを結ぶ第２の直線とで規定されるスリット間部を有する。スリット間部は、第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔との間の極間部に対して径方向の内側に配置される。回転子鉄心の内周から第１のスリットおよび第２のスリットまでの径方向の最小距離をＤ１とし、第１のスリットおよび第２のスリットの径方向の最小幅をＷ１とし、スリット間部の径方向の長さをＷ２とすると、Ｄ１＜Ｗ１およびＤ１＜Ｗ２の少なくとも一方が成立する。

本発明では、Ｄ１＜Ｗ１が成立する場合には、回転子鉄心の内周とスリットとの間の領域よりも、その領域の径方向外側に設けられたスリットの幅が大きいため、磁石挿入孔に熱が伝わりにくくなる。その結果、熱による永久磁石の減磁を抑制することができる。また、Ｄ１＜Ｗ２が成立する場合には、スリット間部を通る熱の経路が長くなるため、磁石挿入孔に熱が伝わりにくくなる。その結果、熱による永久磁石の減磁を抑制することができる。

実施の形態１の電動機を示す横断面図である。 実施の形態１の回転子を示す横断面図である。 実施の形態１の回転子鉄心の一部を拡大して示す図である。 実施の形態１の回転子鉄心の一部を拡大して示す図（Ａ）、およびスリット間部を示す模式図（Ｂ）である。 実施の形態１の回転子を示す縦断面図である。 実施の形態１の回転子の端板を示す平面図である。 実施の形態１の回転子における寸法比Ｗ１／Ｄ１と永久磁石温度との関係を示すグラフである。 実施の形態１の回転子における寸法比Ｗ２／Ｄ１と永久磁石温度との関係を示すグラフである。 実施の形態１の回転子におけるスリットの周方向の幅Ｓ１と永久磁石温度との関係を示すグラフである。 実施の形態１の回転子における風穴からスリットまでの距離Ｇ１と永久磁石温度との関係を示すグラフである。 実施の形態２の回転子を示す横断面図である。 実施の形態３の回転子を示す横断面図である。 実施の形態４の回転子を示す縦断面図である。 実施の形態４の回転子を示す横断面図である。 実施の形態５の回転子の端板を示す平面図である。 実施の形態５の変形例の回転子の端板を示す平面図である。 各実施の形態の電動機が適用可能なロータリ圧縮機を示す縦断面図である。 図１７の圧縮機を備えた冷凍サイクル装置を示す図である。 各実施の形態の電動機が適用可能な送風機を備えた空気調和装置を示す図である。 図１９の空気調和装置の室外機を示す正面図（Ａ）および断面図（Ｂ）である。

実施の形態１．
＜電動機１００の構成＞
まず、本発明の実施の形態１について説明する。図１は、実施の形態１の電動機１００を示す横断面図である。電動機１００は、ブラシレスＤＣモータであり、インバータを有する制御装置の周波数制御によって回転を制御されるものである。

電動機１００は、円筒状の回転子１と、回転子１を囲むように設けられた環状の固定子５とを備えたインナロータ型の電動機である。固定子５と回転子１との間には、例えば０．５ｍｍのエアギャップが設けられている。この電動機１００は、回転子１に永久磁石２を埋め込んだ永久磁石埋込型電動機である。

以下では、回転子１の回転軸を軸線Ｃ１とし、この軸線Ｃ１の方向を「軸方向」と称する。また、軸線Ｃ１を中心とする円周に沿った方向（図１に矢印Ｒ１で示す）を「周方向」と称し、軸線Ｃ１を中心とする半径方向を「径方向」と称する。また、横断面図は、軸線Ｃ１に直交する面における断面図であり、縦断面図は、軸線Ｃ１に平行な面（軸線Ｃ１を含む面）における断面図である。

＜固定子５の構成＞
固定子５は、回転子１の径方向外側に、回転子１を囲むように設けられている。固定子５は、固定子鉄心５０と、固定子鉄心５０に巻き付けられたコイル５５とを有する。固定子鉄心５０は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定したものである。電磁鋼板の厚さは０．１〜１．０ｍｍの範囲内であり、一例としては０．３５ｍｍである。

固定子鉄心５０は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に延在するヨーク５１と、ヨーク５１から径方向内側に（軸線Ｃ１に向けて）延在する複数のティース５２とを有する。ティース５２は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に等間隔に配置される。ティース５２の径方向内側の先端面は、上述したエアギャップを介して回転子１の外周面に対向する。隣り合うティース５２の間には、コイル５５を収容する空間であるスロットが形成される。ティース５２の数（すなわちスロットの数）は、ここでは９個であるが、ティース５２の数は任意である。

固定子鉄心５０には、インシュレータ（絶縁部）５３が取り付けられている。インシュレータ５３は、固定子鉄心５０とコイル５５との間に介在し、固定子鉄心５０とコイル５５とを絶縁するものである。インシュレータ５３は、樹脂を固定子鉄心５０と一体に成形するか、または別部品として成形した樹脂成形体を固定子鉄心５０に組み付けることで形成される。

コイル５５は、銅またはアルミニウム等の材料で構成されており、インシュレータ５３を介してティース５２に巻き付けられる。コイル５５は、ティース５２毎に巻き付けてもよく（集中巻）、複数のティース５２に跨って巻き付けてもよい（分布巻）。

＜回転子１の構成＞
図２は、回転子１を示す横断面図である。回転子１は、軸線Ｃ１を中心とする円筒状の回転子鉄心１０を有する。回転子鉄心１０は、複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定したものである。電磁鋼板の厚さは０．１〜１．０ｍｍの範囲内であり、一例としては０．３５ｍｍである。

回転子鉄心１０は、内周１３と外周１９とを有する。内周１３および外周１９は、いずれも、軸線Ｃ１を中心とする環状（円形状）である。内周１３は、シャフト３が焼き嵌めによって固定される軸孔（シャフト挿入孔）を規定する。シャフト３は、例えば金属で構成される。

回転子鉄心１０の外周１９に沿って、複数（第１の数）の磁石挿入孔１１が形成されている。ここでは、周方向に等間隔に６個の磁石挿入孔１１が配置されているが、磁石挿入孔１１の数は任意である。

磁石挿入孔１１には、板状の永久磁石２が挿入されている。ここでは、磁石挿入孔１１の数が６個であり、永久磁石２の数も６個である。すなわち、回転子１の極数は６である。但し、極数は６に限定されるものではなく、任意である。

永久磁石２は、回転子鉄心１０の周方向に幅を有し、径方向に厚さを有する。永久磁石２は、例えば、鉄（Ｆｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ボロン（Ｂ）を含むネオジウム希土類磁石で構成されている。また、必要に応じてディスプロシウム（Ｄｙ）が添加される。永久磁石２は、厚さ方向（回転子１の径方向）に着磁されている。

磁石挿入孔１１内に配置された永久磁石２は、磁極を構成する。磁石挿入孔１１の周方向中心（すなわち永久磁石２の周方向中心）は、極中心Ｐ１となる。一方、隣り合う磁石挿入孔１１の間に、極間部Ｐ２が形成される。なお、ある一つの磁石挿入孔１１を第１の磁石挿入孔とした場合、これに周方向に隣接する磁石挿入孔１１は第２の磁石挿入孔とも称する。また、第１の磁石挿入孔および第２の磁石挿入孔にそれぞれ配置される永久磁石２は、第１の永久磁石および第２の永久磁石とも称する。

ここでは、１つの磁石挿入孔１１に１つの永久磁石２を配置しているが、１つの磁石挿入孔１１に複数の永久磁石２を周方向に並べて配置してもよい。この場合、同じ磁石挿入孔１１内の複数の永久磁石２は、互いに同一の極が径方向外側を向くように着磁される。また、磁石挿入孔１１は、ここでは直線状に延在しているが、例えばＶ字状に延在していてもよい。

磁石挿入孔１１の周方向両端部につながるように、フラックスバリア（漏れ磁束抑制穴）１２が形成されている。フラックスバリア１２は、隣り合う永久磁石２の間の漏れ磁束を抑制するものである。フラックスバリア１２と回転子鉄心１０の外周との間の鉄心部分は、隣り合う永久磁石２の間の磁束の短絡を抑制するため、薄肉部となっている。薄肉部の厚さは、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の厚さと同じであることが望ましい。

回転子鉄心１０の内周１３に沿って、複数のスリット１５が形成されている。スリット１５の数は、極数と同じ６個である。スリット１５の数は、極数と同じ数には限定されないが、後述するように、極数をＮ（自然数）で除した数であることが望ましい。

ここでは、１つの磁石挿入孔１１に対して径方向内側に、１つのスリット１５が形成されている。スリット１５は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に延在している。スリット１５の周方向中心と、磁石挿入孔１１の周方向中心とは、周方向において互いに同じ位置にある。なお、スリット１５は、周方向に長さを有していれば、例えば直線状に延在していてもよい。

図３は、実施の形態１の回転子鉄心１０の一部を拡大して示す図である。スリット１５は、回転子鉄心１０の内周１３に対向する内周縁１５ａと、内周縁１５ａよりも径方向外側に位置する外周縁１５ｂとを有する。内周縁１５ａおよび外周縁１５ｂは、いずれも軸線Ｃ１を中心とする周方向に延在している。

回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５の内周縁１５ａまでの径方向の最小距離を、距離Ｄ１とする。図３に示した例では、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５の内周縁１５ａまでの径方向の距離は、１つのスリット１５内で一定であり、複数のスリット１５についても互いに同じである。但し、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５の内周縁１５ａまでの径方向の距離は、１つのスリット１５内で一定でなくてもよく、また複数のスリット１５で異なっていてもよい。

スリット１５の径方向の最小幅（すなわち、内周縁１５ａと外周縁１５ｂとの径方向の最小間隔）を、幅Ｗ１とする。図３に示した例では、スリット１５の径方向の幅は、後述する空隙部１５ｄを除いて一定であり、また複数のスリット１５についても互いに同じである。但し、スリット１５の径方向の幅は、１つのスリット１５内で一定でなくてもよく、また複数のスリット１５で異なっていてもよい。

この実施の形態１では、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの径方向の距離（最小距離）Ｄ１と、スリット１５の径方向の幅（最小幅）Ｗ１とが、Ｄ１＜Ｗ１の関係を満足する。これは、後述するように、スリット１５の幅を大きくすることで、回転子鉄心１０の内周１３にシャフト３を焼き嵌めする際に回転子鉄心１０の外周１９側に熱が伝わりにくくするためである。

スリット１５の周方向の両端部には、対向部１５ｃがそれぞれ形成されている。対向部１５ｃは、隣り合うスリット１５が周方向に互いに対向する部分である。すなわち、図３において中央に位置するスリット１５（第１のスリット）の対向部１５ｃ（第１の対向部）と、図３において右側に位置するスリット１５（第２のスリット）の対向部１５ｃ（第２の対向部）とが、周方向に互いに対向する。

図４（Ａ）は、回転子鉄心１０の極間部Ｐ２に対応する部分を拡大して示す図である。図４（Ｂ）は、隣り合うスリット１５の間の部分を拡大して示す図である。図４（Ａ）に示すように、対向部１５ｃの径方向内側の端部を、内側端部２１とする。同様に、対向部１５ｃの径方向外側の端部を、外側端部２２とする。

図４（Ｂ）に示すように、スリット１５の対向部１５ｃは、内周１３から外周１９に向けて直線状に延在する部分を有し、その径方向内側に円弧状の湾曲部Ａ１を有し、径方向外側に円弧状の湾曲部Ａ２を有する。内側端部２１は、湾曲部Ａ１と内周縁１５ａとの接点である。また、外側端部２２は、湾曲部Ａ２と外周縁１５ｂとの接点である。

隣り合うスリット１５の対向部１５ｃの内側端部２１同士を結ぶ直線を、第１の直線２３と称する。また、隣り合うスリット１５の対向部１５ｃの外側端部２２同士を結ぶ直線を、第２の直線２４と称する。

すなわち、図４（Ｂ）において左側に位置するスリット１５（第１のスリット）の対向部１５ｃ（第１の対向部）の内側端部２１（第１の内側端部）と、右側に位置するスリット１５（第２のスリット）の対向部１５ｃ（第２の対向部）の内側端部２１（第２の内側端部）とを結ぶ直線を、第１の直線２３と称する。同様に、図４（Ｂ）において左側に位置するスリット１５（第１のスリット）の対向部１５ｃ（第１の対向部）の外側端部２２（第１の外側端部）と、右側に位置するスリット１５（第２のスリット）の対向部１５ｃ（第２の対向部）の外側端部２２（第２の外側端部）とを結ぶ直線を、第２の直線２４と称する。

隣り合うスリット１５の対向部１５ｃの間で、第１の直線２３と第２の直線２４とで規定される領域を、スリット間部１６と称する。言い換えると、スリット間部１６は、２つのスリット１５の対向部１５ｃによって周方向の両端が規定され、第１の直線２３と第２の直線２４とによって径方向の両端が規定される領域である。

なお、ここでは、スリット間部１６の径方向の両端を、第１の直線２３と第２の直線２４とで規定したが、第１の直線２３の代わりに、内側端部２１同士を結ぶ周方向の曲線を用い、第２の直線２４の代わりに、外側端部２２同士を結ぶ周方向の曲線を用いてもよい。

スリット間部１６は、回転子１の極間部Ｐ２の径方向内側に位置している。より具体的には、スリット間部１６の周方向位置は、回転子１の極間部Ｐ２の周方向位置と一致している。このスリット間部１６は、回転子鉄心１０の軸孔にシャフト３を焼き嵌めする際に、熱が内周１３から外周１９に向けて伝わる経路となる部分である。

スリット間部１６の径方向の長さ（すなわち第１の直線２３と第２の直線２４との径方向の間隔）を、長さＷ２とする。図４（Ｂ）に示した例では、スリット１５の径方向の幅Ｗ１とスリット間部１６の径方向の長さＷ２とは互いに同じであるが、互いに異なっていてもよい。スリット間部１６の径方向の長さＷ２は、上述した回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの径方向の距離Ｄ１よりも大きい（Ｄ１＜Ｗ２）。

図４（Ａ）に示すように、スリット間部１６の周方向の最小幅を、幅Ｓ１とする。図４（Ａ）に示した例では、２つの対向部１５ｃの直線部分の間で、スリット間部１６の幅が最小になるため、その幅が幅Ｓ１となる。幅Ｓ１は、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であり、板厚の２倍よりも小さい。なお、板厚とは、１枚の電磁鋼板の厚さを言う。

スリット１５よりも径方向外側で、且つ磁石挿入孔１１よりも径方向内側には、空隙である風穴１４が形成されている。風穴１４は、回転子鉄心１０を軸方向に貫通するように形成された空隙である。風穴１４は、流体を通過させる穴、または、リベットを挿入する穴として機能する。流体とは、電動機１００が送風機に使用される場合は空気であり、圧縮機に使用される場合は冷媒である。風穴１４は、ここでは円形の断面を有するが、円形に限定されるものではなく、例えば矩形でもよい。

風穴１４は、スリット間部１６の径方向外側に配置されている。より具体的には、スリット間部１６と風穴１４と極間部Ｐ２とが、径方向に一列に並んでいる。スリット１５から風穴１４までの最小距離を、距離Ｇ１とする。距離Ｇ１は、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であり、板厚の２倍よりも小さい。

図３に戻り、スリット１５は、磁石挿入孔１１に向けて径方向に延在する空隙部１５ｄを有している。空隙部１５ｄは、外周縁１５ｂの周方向の中央部から、磁石挿入孔１１の周方向の中央部に向けて延在している。空隙部１５ｄと磁石挿入孔１１との最小距離を、距離Ｄ２とする。距離Ｄ２は、ここでは、空隙部１５ｄの磁石挿入孔１１に対向する端縁１５ｅと磁石挿入孔１１との距離である。距離Ｄ２は、回転子鉄心１０を形成する電磁鋼板の板厚以上であり、板厚の２倍よりも小さい。

図５は、回転子１を示す縦断面図である。回転子１は、複数（第４の数）の電磁鋼板１０１を軸方向に積層した積層体である回転子鉄心１０と、回転子鉄心１０の軸孔を貫通するシャフト３と、回転子鉄心１０を軸方向両端から挟み込むように設けられた一対の端板４とを有する。この実施の形態１では、回転子鉄心１０を構成する全ての電磁鋼板１０１の内周１３に、シャフト３が嵌合している。

端板４は、磁石挿入孔１１内の永久磁石２の脱落を防止するものである。回転子鉄心１０と端板４とを貫通するようにリベット３１が設けられ、このリベット３１により端板４が回転子鉄心１０に固定される。リベット３１は、回転子鉄心１０の風穴１４（図３）に挿入される。また、回転子鉄心１０に、風穴１４とは別に、リベット３１を挿入する穴を形成してもよい。

図６は、端板４を示す平面図である。端板４は、いずれも軸線Ｃ１を中心とする環状の内周４３および外周４９と、内周４３に沿って形成された複数のスリット４５と、スリット４５よりも径方向外側に形成された風穴４４とを有する。

端板４の内周４３および外周４９の形状および寸法は、それぞれ、回転子鉄心１０の内周１３および外周１９の形状および寸法に対応しているが、厳密に同じでなくてもよい。特に、端板４の内周４３は、回転子鉄心１０の内周１３よりも大きく形成されている。また、端板４のスリット４５および風穴４４の形状および寸法は、それぞれ、回転子鉄心１０のスリット１５および風穴１４の形状および寸法に対応しているが、厳密に同じでなくてもよい。

また、端板４は、回転子鉄心１０の磁石挿入孔１１に対応する部分には、空隙を有さない。磁石挿入孔１１からの永久磁石２の脱落を防止するためである。

＜実施の形態の作用＞
次に、この実施の形態１の作用について説明する。回転子１の製造時には、プレス機で電磁鋼板を打ち抜いた後、打ち抜いた複数の電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により一体化して、回転子鉄心１０を得る。

その後、回転子鉄心１０の磁石挿入孔１１に、永久磁石２を挿入する。永久磁石２は、隙間嵌めによって磁石挿入孔１１内に固定される。さらに、回転子鉄心１０の軸方向両端に端板４を取り付け、リベット３１によって回転子鉄心１０と端板４とを固定する。

次に、回転子鉄心１０の内周１３によって規定される軸孔に、シャフト３を焼き嵌めによって固定する。焼き嵌めの際には、回転子鉄心１０を、内周１３側から誘導加熱（ＩＨ）によって加熱し、回転子鉄心１０を熱膨張させ、軸孔の内径を拡大する。このように回転子鉄心１０の軸孔の内径が拡大した状態で、シャフト３を軸孔に挿入する。

軸孔にシャフト３を挿入した後、回転子鉄心１０を常温または低温環境で冷却する。これにより回転子鉄心１０の軸孔の内径が縮小し、シャフト３が軸孔に嵌合する。これにより、回転子鉄心１０とシャフト３とが一体的に固定される。

この焼き嵌め工程では、回転子鉄心１０の内周１３側から加えられた熱が、磁石挿入孔１１内の永久磁石２にも伝わる。永久磁石２が閾値以上の熱を受けると、永久磁石２の特性が劣化する。例えば、着磁された永久磁石２の場合には減磁を生じ、磁力が低下する。また、着磁されていない（すなわち着磁処理を行う前の）永久磁石２の場合には、永久磁石２の性能および品質が低下する。以下では、着磁された永久磁石２が磁石挿入孔１１に配置されている場合について説明する。

シャフト３の焼き嵌めは、回転子１が固定子５の内側に組み込まれていない状態で行うのが一般的である。この状態では、回転子１が固定子５の内側に組み込まれた状態（図１）と比較して、磁気回路の空隙部分が多いため、永久磁石２のパーミアンスが低下し、減磁が生じやすい。

さらに、レアアースであるディスプロシウム（Ｄｙ）を含まない、あるいは含有量を２重量％以下に抑えた永久磁石の場合、熱による減磁が特に生じやすい。そのため、焼き嵌め工程における永久磁石２の温度は、１００〜１４０℃以下に抑えることが望ましく、１００℃以下に抑えることが特に望ましい。

永久磁石２が挿入された磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくするための構成として、以下の３つが挙げられる。
（１）回転子鉄心１０の内周１３から磁石挿入孔１１までの領域内で、空隙をできるだけ大きくする。
（２）回転子鉄心１０の内周１３から磁石挿入孔１１までの熱の経路を、径方向に、できるだけ長くする。
（３）回転子鉄心１０の内周１３から磁石挿入孔１１までの熱の経路を、周方向に、できるだけ狭くする。

上記の構成（１）は、回転子鉄心１０の内周１３に沿って複数のスリット１５を設け、内周１３からスリット１５までの径方向の距離（最小距離）Ｄ１よりも、スリット１５の径方向の幅（最小幅）Ｗ１を大きくする（Ｄ１＜Ｗ１）ことによって実現される。

回転子鉄心１０の内周１３の周囲には、回転子鉄心１０が内周１３側から加熱された後、シャフト３の挿入が完了するまでの間、軸孔の内径が拡大した状態を維持するのに十分な熱を蓄える領域が必要である。回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの径方向の距離Ｄ１は、この熱を蓄える領域を確保できるように決定される。

そして、回転子鉄心１０の内周１３から磁石挿入孔１１までの領域内で空隙をできるだけ大きくするため、スリット１５の径方向の幅（最小幅）Ｗ１を、内周１３からスリット１５までの径方向の距離Ｄ１よりも大きくしている。これにより、回転子鉄心１０の内周１３の周囲に熱を蓄える領域を確保しながら、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくい構成を得ることができる。

また、上記の構成（２）は、熱の経路となるスリット間部１６を、極間部Ｐ２の径方向内側に配置することによって実現される。スリット間部１６を極間部Ｐ２の径方向内側に配置すれば、回転子鉄心１０の内周１３から磁石挿入孔１１までの熱の経路が迂回して長くなるため、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくすることができる。

また、上記の構成（２）に関し、スリット間部１６の径方向の長さＷ２を、内周１３からスリット１５までの径方向の距離Ｄ１よりも大きくしている（Ｄ１＜Ｗ２）。回転子鉄心１０の内周１３の周囲に熱を蓄える領域を確保する一方で、幅の狭い熱の経路（すなわちスリット間部１６）をより長くすることで、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくい構成を得ることができる。

図７は、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１に対するスリット１５の径方向の幅Ｗ１の比（寸法比Ｗ１／Ｄ１と称する）と、永久磁石２の温度との関係を示すグラフである。横軸は寸法比Ｗ１／Ｄ１を示し、縦軸は永久磁石２の温度を示す。

図７より、寸法比Ｗ１／Ｄ１が大きいほど、永久磁石２の温度が低下することが分かる。言い換えると、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１に対して、スリット１５の径方向の幅Ｗ１が大きいほど、永久磁石２の温度が低下することが分かる。

特に、寸法比Ｗ１／Ｄ１が１よりも大きい場合、すなわち、スリット１５の径方向の幅Ｗ１が回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１よりも大きい場合（Ｄ１＜Ｗ１）に、永久磁石２の温度の抑制効果が高いことが分かる。さらに、寸法比Ｗ１／Ｄ１が０．９５よりも大きい場合には、永久磁石２の温度を１００℃以下に抑制できることが分かる。

図８は、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１に対するスリット間部１６の径方向の長さＷ２の比（寸法比Ｗ２／Ｄ１と称する）と、永久磁石２の温度との関係を示すグラフである。横軸は寸法比Ｗ２／Ｄ１を示し、縦軸は永久磁石２の温度を示す。

図８より、寸法比Ｗ２／Ｄ１が大きいほど、永久磁石２の温度が低下することが分かる。言い換えると、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１に対して、スリット間部１６の径方向の長さＷ２が大きいほど、永久磁石２の温度が低下することが分かる。

特に、寸法比Ｗ２／Ｄ１が１よりも大きい場合、すなわち、スリット間部１６の径方向の長さＷ２が回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１よりも大きい場合（Ｄ１＜Ｗ２）に、永久磁石２の温度の抑制効果が高いことが分かる。さらに、寸法比Ｗ２／Ｄ１が０．９５よりも大きい場合には、永久磁石２の温度を１００℃以下に抑制できることが分かる。

また、図７および図８の結果から、スリット１５の径方向の幅Ｗ１を、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１よりも大きくし（Ｄ１＜Ｗ１）、なお且つ、スリット間部１６の径方向の長さＷ２を、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの距離Ｄ１よりも大きくすることで（Ｄ１＜Ｗ２）、永久磁石２の温度を効果的に抑制できることが分かる。

さらに、上記の構成（３）は、スリット間部１６の周方向の幅（最小幅）Ｓ１を、できるだけ小さくすることで実現される。但し、電磁鋼板を打ち抜き加工する際、電磁鋼板の板厚よりも微細な形状を形成することは難しい。そのため、スリット間部１６の周方向の幅（最小幅）Ｓ１は、打ち抜き加工が可能な範囲でできるだけ小さい幅となるよう、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上で、且つ板厚の２倍よりも小さい幅に設定される。

図９は、スリット間部１６の周方向の幅Ｓ１と、永久磁石２の温度との関係を示すグラフである。横軸はスリット間部１６の周方向の幅Ｓ１を示し、縦軸は永久磁石２の温度を示す。

図９より、スリット間部１６の周方向の幅Ｓ１が小さいほど、永久磁石２の温度が低下することが分かる。スリット間部１６の周方向の幅Ｓ１が小さいほど、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路が狭くなり、さらに、その狭い経路が径方向に距離Ｗ２だけ続くため、磁石挿入孔１１への熱の伝わりを抑制する効果が大きい。

特に、スリット間部１６の周方向の幅Ｓ１が０．５５ｍｍよりも小さい場合には、永久磁石２の温度を１００℃以下に抑制できることが分かる。

また、風穴１４が、スリット１５よりも径方向外側に形成されているため、風穴１４がスリット１５よりも径方向内側あるいはスリット間部１６に形成されている場合と比較して、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの径方向の距離Ｄ１およびスリット間部１６の周方向の幅Ｓ１を共に小さくすることができる。

特に、風穴１４を、スリット間部１６の径方向外側（言い換えると、極間部Ｐ２の径方向内側）に形成すれば、回転子鉄心１０の外周１９側に向かう熱はスリット１５と風穴１４との間を通ることになるため、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路を、さらに狭くすることができる。

また、風穴１４とスリット１５との距離（最小距離）Ｇ１は、できるだけ小さいことが望ましい。但し、電磁鋼板を打ち抜き加工する際、電磁鋼板の板厚よりも微細な形状を形成することは難しい。そのため、風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１は、打ち抜き加工が可能な範囲でできるだけ小さい距離となるよう、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上で、且つ板厚の２倍よりも小さい距離に設定されている。

図１０は、風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１と、永久磁石２の温度との関係を示すグラフである。風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１を示し、縦軸は永久磁石２の温度を示す。

図１０より、風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１が小さいほど、永久磁石２の温度が低下することが分かる。これは、風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１を小さくするほど、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路が狭くなることによる。

特に、風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１が１．１ｍｍよりも小さい場合には、永久磁石２の温度を１００℃以下に抑制できることが分かる。

なお、図１０では、図９と比較して、変化の割合（勾配）が緩やかである。これは、風穴１４とスリット１５との距離Ｇ１を小さくした場合には、熱の経路が１箇所で狭くなるだけであるに対し、図９に示したようにスリット間部１６の周方向の幅Ｓ１を小さくした場合には、狭い熱の経路（すなわちスリット間部１６）が径方向に距離Ｗ２だけ続くため、磁石挿入孔１１への熱の伝わりを抑制する効果が大きいためである。

また、図７〜図１０に示した結果をまとめると、
Ｗ１／Ｄ１＞０．９５、
Ｗ２／Ｄ１＞０．９５、
Ｓ１＜０．５５ｍｍ、および
Ｇ１＜１．１ｍｍ
という条件を満たす場合には、永久磁石２の温度が１００℃以下に抑えられることが分かる。

これにより、永久磁石２がディスプロシウムを含まず、あるいは含有量が２重量％以下であり、且つ、回転子１が固定子５の内部に組み込まれていない状態（すなわち永久磁石２のパーミアンスが低下している状態）であっても、永久磁石２の減磁を抑制することができる。

また、風穴１４にリベット３１（図５）を挿入すると、リベット３１は金属製であるため、リベット３１を経由して熱が伝わる可能性がある。そのため、１つの磁石挿入孔１１に複数の風穴１４が対向する構成では、磁石挿入孔１１に熱が伝わり易い。この実施の形態１では、風穴１４の数が、磁石挿入孔１１の数と同じであるため、１つの磁石挿入孔１１には１つの風穴１４が対向する。そのため、全ての風穴１４にリベット３１を挿通したとしても、１つの磁石挿入孔１１に複数の風穴１４が対向する構成と比較して、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくい。

また、スリット１５の数が極数（すなわち磁石挿入孔１１の数）よりも多い場合には、スリット間部１６の数も多くなり、熱の経路が増加する。この実施の形態では、スリット１５の数が極数と同じであるため、熱の経路となるスリット間部１６の数を少なくすることができ、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくすることができる。

また、スリット１５の対向部１５ｃにおいて、内側端部２１を含む湾曲部Ａ１および外側端部２２を含む湾曲部Ａ２の曲率半径は、できるだけ小さいことが望ましく、具体的には、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以下であることが望ましい。

スリット１５の対向部１５ｃの湾曲部Ａ１，Ａ２の曲率半径が小さいほど、対向部１５ｃの直線部分の割合が多くなる。そのため、スリット間部１６の周方向の幅Ｓ１が最小となる部分の割合が多くなり、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路がさらに狭くなる。

なお、スリット１５の対向部１５ｃの湾曲部Ａ１，Ａ２の曲率半径は、電磁鋼板の板厚以下であることが望ましく、また、最小でも、打ち抜き用の金型のチッピングを発生しない大きさ、具体的には０．１ｍｍ以上であることが望ましい。

また、回転子鉄心１０の内周１３に沿った温度分布も生じる。すなわち、スリット１５の周方向端部の熱はスリット間部１６から外周側に移動するのに対し、スリット１５の周方向の中央部の熱は移動が少ないため、スリット１５の周方向の中央部の温度が高くなりやすい。

そこで、スリット１５の周方向の中央部に、磁石挿入孔１１に向けて延在する空隙部１５ｄを設けることにより、スリット１５の径方向の幅を、周方向の中央部で局所的に大きくしている。これにより、回転子鉄心１０の内周１３において、スリット１５の周方向の中央部の温度が高くなった場合でも、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくすることができる。

なお、永久磁石２の加熱を抑制する上では、全てのスリット１５が空隙部１５ｄを有するのが望ましい。図２に示した例では、１つのスリット１５（第１のスリット）が空隙部１５ｄ（第１の空隙部）を有し、周方向に隣接するスリット１５（第２のスリット）が空隙部１５ｄ（第２の空隙部）を有する。

空隙部１５ｄと磁石挿入孔１１との距離（最小距離）Ｄ２は、できるだけ小さいことが望ましい。但し、電磁鋼板を打ち抜き加工する際、電磁鋼板の板厚よりも微細な形状を形成することは難しい。そのため、空隙部１５ｄと磁石挿入孔１１との距離Ｄ２は、打ち抜き加工が可能な範囲でできるだけ小さい距離となるよう、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上で、且つ板厚の２倍よりも小さい距離に設定されている。

また、回転子１では、軸線Ｃ１から回転子鉄心１０の内周１３までの距離（すなわち軸孔の内径）を距離Ｌ１とし、回転子鉄心１０の内周１３から磁石挿入孔１１までの最小距離を距離Ｌ２とすると、Ｌ１はＬ２以上である（すなわちＬ１≧Ｌ２である）。このような回転子１では、内周１３の長さに対して、内周１３から磁石挿入孔１１までの距離が短いため、磁石挿入孔１１に熱が伝わり易く、従って永久磁石２が加熱されやすい。

そのため、このようにＬ１≧Ｌ２を満足する回転子１に、この実施の形態１の回転子１の構成を適用することで、より顕著な永久磁石２の減磁抑制効果を得ることができる。

＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、この発明の実施の形態１では、回転子鉄心１０は、外周１９に沿って、周方向に隣り合う磁石挿入孔１１（第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔）を有し、内周１３に沿って、周方向に隣り合う複数のスリット１５（第１のスリットおよび第２のスリット）を有する。各スリット１５は、隣接するスリット１５に対向する対向部１５ｃ（第１の対向部および第２の対向部）を有する。各対向部１５ｃは、内側端部２１（第１の内側端部および第２の内側端部）および外側端部２２（第１の外側端部および第２の外側端部）を有する。回転子鉄心１０は、互いに対向する対向部１５ｃ（第１の対向部と第２の対向部）の間に、内側端部２１同士（第１の内側端部および第２の内側端部）を結ぶ直線２３と、外側端部２２同士（第１の外側端部および第２の外側端部）を結ぶ直線２４とで規定されたスリット間部１６を有する。スリット間部１６は、隣り合う磁石挿入孔１１の間の極間部Ｐ２に対して径方向の内側に配置されている。回転子鉄心１０の内周１３から各スリット１５までの径方向の最小距離をＤ１とし、各スリット１５の径方向の最小幅をＷ１とし、スリット間部１６の径方向の長さをＷ２とすると、Ｄ１＜Ｗ１およびＤ１＜Ｗ２の少なくとも一方が成立する。

このように構成されているため、Ｄ１＜Ｗ１が成立する場合には、回転子鉄心１０の内周１３と磁石挿入孔１１との間の領域における空隙を大きくすることができ、Ｄ１＜Ｗ２が成立する場合には、内周１３から外周１９側に向かう熱の経路を長くすることができる。いずれの場合も、回転子鉄心１０の軸孔にシャフト３を焼き嵌めする際に、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくなり、永久磁石２の加熱を抑制することができる。これにより、永久磁石２の熱による減磁を抑制し、性能を向上することができる。

また、Ｄ１＜Ｗ１およびＤ１＜Ｗ２の両方が成立することにより、磁石挿入孔１１に熱が伝わることを効果的に抑制し、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

また、スリット間部１６の周方向の幅（最小幅）Ｓ１が、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であり、板厚の２倍よりも小さいため、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路を狭くすることができる。これにより、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくなり、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

また、スリット１５（第１のスリットおよび第２のスリット）の周方向の中央部から磁石挿入孔１１に向けて延在する空隙部１５ｄ（第１の空隙部および第２の空隙部）が形成されているため、回転子鉄心１０の内周１３においてスリット１５の周方向の中央部が最も高温に加熱される場合においても、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくなり、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

また、磁石挿入孔１１と空隙部１５ｄとの距離が、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であるため、磁石挿入孔１１にさらに熱が伝わりにくくなる。

また、回転子鉄心１０において、スリット１５よりも径方向外側に風穴１４が配置されているため、スリット１５よりも径方向内側あるいはスリット間部１６に風穴１４が形成されている場合と比較して、回転子鉄心１０の内周１３からスリット１５までの径方向の距離Ｄ１およびスリット間部１６の周方向の幅Ｓ１を共に小さくすることができる。

また、風穴１４が、極間部Ｐ２の径方向の内側に配置されているため、スリット１５と風穴１４との間が熱の経路となり、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路を狭めることができる。

また、風穴１４からスリット１５までの距離（最小距離）Ｇ１が、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であり、板厚の２倍よりも小さいため、熱の経路をさらに狭めることができる。

また、磁石挿入孔１１の数（すなわち極間部Ｐ２の数）と、風穴１４の数とが同じであるため、１つの磁石挿入孔１１には１つの風穴１４が対向する。そのため、全ての風穴１４にリベット３１を挿入したとしても、１つの磁石挿入孔１１に複数の風穴１４が対向する構成と比較して、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくなる。

また、スリット１５の数が磁石挿入孔１１の数と同じであるため、スリット１５の数が磁石挿入孔１１の数よりも多い構成と比較して、熱の経路となるスリット間部１６の数を少なくすることができる。これにより、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくなり、また、回転子１の重量バランスを向上することができる。

また、軸線Ｃ１から回転子鉄心１０の内周１３までの距離Ｌ１が、内周１３から磁石挿入孔１１までの距離（最小距離）Ｌ２以下である場合には、内周１３の長さに対して、内周１３から磁石挿入孔１１までの距離Ｌ２が短く、磁石挿入孔１１まで熱が伝わり易い。そのため、この実施の形態１の回転子１の構成を適用することで、熱による永久磁石２の減磁を抑制する、より顕著な効果を得ることができる。

また、スリット間部１６の両側を規定する対向部１５ｃ（第１の対向部および第２の対向部）において、内側端部２１を含む湾曲部Ａ１および外側端部２２を含む湾曲部Ａ２の曲率半径が電磁鋼板の板厚以下であるため、対向部１５ｃの直線部分の割合が多くなる。これにより、スリット間部１６の周方向の幅Ｓ１が最小となる部分が多くなり、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路をさらに狭くすることができる。

実施の形態２．
次に、本発明の実施の形態２について説明する。図１１は、実施の形態２の回転子１Ａを示す横断面図である。上述した実施の形態１の回転子１では、スリット１５の数が磁石挿入孔１１の数（すなわち極数）と同じであった。これに対し、この実施の形態２の回転子１Ａでは、スリット１５の数が磁石挿入孔１１の数よりも少ない。

より具体的には、実施の形態２の回転子１Ａでは、スリット１５の数が、磁石挿入孔１１の数を自然数Ｎで除した数となっている。図１１に示した例では、磁石挿入孔１１の数（すなわち極数）が６であり、スリット１５の数は３である。すなわち、Ｎ＝２である。これに対し、実施の形態１は、Ｎ＝１の場合に相当する。

すなわち、周方向に隣接する２つの磁石挿入孔１１に対応するように、１つのスリット１５が形成されている。隣り合うスリット１５の間に形成されるスリット間部１６の数は、３個となる。言い換えると、６箇所の極間部Ｐ２のうち、３箇所の極間部Ｐ２に対応する位置にはスリット間部１６が形成され、残る３箇所の極間部Ｐ２に対応する位置にはスリット１５が形成されている。

このように構成されているため、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に向かう熱の経路の数が少なくなる。その結果、磁石挿入孔１１には、さらに熱が伝わりにくくなり、永久磁石２の加熱を効果的に抑制することができる。また、スリット１５の数が、磁石挿入孔１１の数を自然数Ｎで除した数であるため、回転子１の重量バランスが良く、電動機１００の振動を抑制することができる。

風穴１４は、スリット間部１６の径方向外側（すなわち極間部Ｐ２の径方向内側）に配置されている。スリット１５と風穴１４とに挟まれた部分が熱の経路になるため、熱の経路を狭くすることができる。また、極間部Ｐ２の径方向内側で、且つスリット１５の径方向外側にも配置されている。

スリット１５には、磁石挿入孔１１に向けて延在する空隙部１５ｄを設けることが望ましい。図１１に示した例では、１つのスリット１５から、２つの磁石挿入孔１１のそれぞれの周方向の中央部に向けて、２つの空隙部１５ｄが形成されている。磁石挿入孔１１と空隙部１５ｄとの距離は、実施の形態１で説明したように、回転子鉄心１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であり、板厚の２倍よりも小さい。

実施の形態２の電動機は、回転子１Ａのスリット１５の数および形状を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

なお、ここでは、６個の磁石挿入孔１１に対して、３個のスリット１５を設けたが、磁石挿入孔１１の数およびスリット１５の数は、これらに限定されるものではない。スリット１５の数が、磁石挿入孔１１の数（すなわち極数）を自然数Ｎで除した数であればよい。

以上説明したように、この実施の形態２では、スリット１５の数（第２の数）が、磁石挿入孔１１の数（第１の数）よりも少なく、且つ磁石挿入孔１１の数を自然数Ｎで除した数であるため、回転子鉄心１０の内周１３から外周１９側に伝わる熱の経路が少なくなる。そのため、磁石挿入孔１１に熱が伝わりにくくなり、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

実施の形態３．
次に、本発明の実施の形態３について説明する。図１２は、実施の形態３の回転子１Ｂを示す横断面図である。この実施の形態３では、回転子１Ｂの風穴１４に挿入するリベット３１の数を、磁石挿入孔１１の数（すなわち極数）の半分以下としている。

図１２に示すように、回転子１Ｂの回転子鉄心１０は、外周１９に沿って６個の磁石挿入孔１１を有し、内周１３に沿って６個のスリット１５を有する。隣り合うスリット１５の間のスリット間部１６の径方向外側（極間部Ｐ２に対応する位置）に、風穴１４が形成されている。

風穴１４の数は、磁石挿入孔１１の数（第１の数）と同じで、ここでは６個である。６個の風穴１４のうち、磁石挿入孔１１の数の半分である３つの風穴１４に、リベット３１が挿入されている。リベット３１が挿入された風穴１４と、リベット３１挿入されていない風穴１４とは、周方向に交互に配置されている。すなわち、各磁石挿入孔１１の周方向両側（極間部Ｐ２）に位置する２つの風穴１４のうち、一方の風穴１４にはリベット３１が挿入されていない。

リベット３１は金属製であるため、熱の経路となる。そのため、全ての風穴１４にリベット３１が挿入されると、内周１３から外周１９側に向かう熱の経路が増加し、磁石挿入孔１１に熱が伝わり易くなる可能性がある。

そこで、この実施の形態３では、リベット３１の数を、磁石挿入孔１１の数の半分以下としている。さらに、各磁石挿入孔１１の周方向両側（極間部Ｐ２）に位置する２つの風穴１４のうち、少なくとも一方の風穴１４にはリベット３１を挿入しないことにより、磁石挿入孔１１に周方向両側から熱が伝わることを抑制している。

実施の形態３の電動機は、回転子１Ｂにおいてリベット３１が挿入される風穴１４の数を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

なお、ここでは、回転子鉄心１０の６個の風穴１４のうち、３個の風穴１４にリベット３１を挿入したが、これらに限定されるものではない。リベット３１が挿入される風穴１４の数（第３の数）が、磁石挿入孔１１の数（第１の数）の半分以下であればよい。

以上説明したように、この実施の形態３では、回転子鉄心１０に設けられた複数（第３の数）の風穴１４のうち、磁石挿入孔１１の数（第１の数）の半分以下の風穴１４にリベット３１が挿入されるため、リベット３１を経由して磁石挿入孔１１に熱が伝わることが抑制される。そのため、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

なお、この実施の形態３において、実施の形態２で説明したようにスリット１５の数を磁石挿入孔１１の数（極数）より少なくした構成を適用しても良い。

実施の形態４．
次に、本発明の実施の形態４について説明する。図１３は、実施の形態４の電動機の回転子１Ｃを示す縦断面図である。上述した実施の形態１の回転子１は、１種類の電磁鋼板１０１（図５）の積層体で構成されていた。これに対し、実施の形態４の回転子１Ｃは、２種類の電磁鋼板１０１，１０２の積層体で構成されている。

すなわち、実施の形態４の回転子１Ｃでは、電磁鋼板１０１，１０２が軸方向に積層され、カシメ等により固定されている。回転子１Ｃの軸方向の両端には電磁鋼板１０２が配置され、中央部には電磁鋼板１０１が配置されている。電磁鋼板１０１の構成は、実施の形態１の回転子１の電磁鋼板と同様である。これに対し、電磁鋼板１０２は、シャフト３の外径よりも大きい内径を有する。言い換えると、電磁鋼板１０２の内周１８は、シャフト３の外周に対して径方向外側に離間している。

図１４は、電磁鋼板１０２を示す平面図である。電磁鋼板１０２の内周１８は、実施の形態１の回転子１の電磁鋼板１０１の内周１３（図３）を、径方向外側に拡大したものである。ここでは、電磁鋼板１０２の内周１８は、スリット１５の最も径方向内側の部分である内周縁１５ａ（図３）よりも径方向外側に形成されている。そのため、電磁鋼板１０２には、スリット１５の外周縁１５ｂおよび空隙部１５ｄ並びに対向部１５ｃの一部は存在するが、内周縁１５ａ（図３）は存在しない。

電磁鋼板１０２の内周１８は、シャフト３の外周に対して径方向外側に離間しているため、シャフト３を焼き嵌めする際に加熱する必要がない。言い換えると、シャフト３を焼き嵌めする際には、回転子鉄心１０の電磁鋼板１０１の内周１３を重点的に加熱（誘導加熱）することになる。

また、例えば誘導加熱ヒータで電磁鋼板１０１の内周１３を加熱する際、電磁鋼板１０２の内周１８は、電磁鋼板１０１の内周１３よりも径方向外側に退避した位置にあるため、比較的加熱されにくい。そのため、電磁鋼板１０２の内周１８から磁石挿入孔１１に伝わる熱の量は少なくなり、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

また、シャフト３と電磁鋼板１０２の内周１８との間に隙間があっても、シャフト３は電磁鋼板１０１の内周１３に焼き嵌めされるため、シャフト３と回転子鉄心１０との間の十分な摩擦力を確保することができる。すなわち、回転子鉄心１０をシャフト３に強固に固定することが可能である。

なお、軸孔の内径の大きい回転子鉄心１０ほど、シャフト３と回転子鉄心１０との摩擦力を確保しやすいため、そのような回転子鉄心１０では電磁鋼板１０２の割合を多くすることができる。

また、電磁鋼板１０２が回転子１Ｃの積層方向の少なくとも一端に配置されていれば、回転子１Ｃの軸孔にシャフト３を挿入する際に、入口側の軸孔の内径が大きくなるため、シャフト３を挿入しやすい。

また、電磁鋼板１０２が回転子１Ｃの積層方向の両端に配置されていれば、回転子１Ｃにどちらの軸方向端部からシャフト３を挿入する場合にも、入口側の軸孔の内径が大きくなるため、シャフト３の挿入が容易になり、作業性が向上する。

実施の形態４の電動機は、回転子１Ｃが電磁鋼板１０２を有する点を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

なお、図１４に示した例では、電磁鋼板１０２の内周１８が、スリット１５（図３）に対応する位置に形成されているが、シャフト３の外周から径方向外側に離間する位置に形成されていればよい。

以上説明したように、この実施の形態４では、回転子鉄心１０が、シャフト３の外径よりも大きい内径を有する電磁鋼板１０２を有するため、その電磁鋼板１０２から永久磁石２に熱が伝わりにくくなる。そのため、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

また、シャフト３が電磁鋼板１０１の内周１３に焼き嵌めされるため、シャフト３と回転子鉄心１０との間の十分な摩擦力を確保し、回転子鉄心１０をシャフト３に強固に固定することが可能である。

また、電磁鋼板１０２が回転子１Ｃの積層方向の少なくとも一端に配置されていれば、回転子１Ｃの軸孔へのシャフト３の挿入が容易になり、電磁鋼板１０２が回転子１Ｃの積層方向の両端に配置されていれば、作業性がさらに向上する。

なお、この実施の形態４において、実施の形態２で説明したようにスリット１５の数を磁石挿入孔１１の数（極数）より少なくした構成を適用しても良く、また、実施の形態３で説明したように極数の半分以下の風穴１４にリベット３１を挿入する構成を適用しても良い。

実施の形態５．
次に、本発明の実施の形態５について説明する。図１５は、実施の形態５の回転子の端板４Ａを示す平面図である。実施の形態１で説明した端板４（図６）は、回転子鉄心１０の内周１３（図３）に対応する位置に内周４３を有し、その内周４３に沿って、回転子鉄心１０のスリット１５に対応するスリット４５を有していた。

これに対し、図１５に示す端板４Ａの内周４３Ａは、回転子鉄心１０のスリット１５（図３）に沿って形成されている。より具体的には、端板４Ａの内周４３Ａは、回転子鉄心１０のスリット１５の最も内周側の部分である内周縁１５ａ（図３）よりも径方向外側に形成されている。ここでは、端板４Ａの内周４３Ａは、スリット１５の外周縁１５ｂに対応する位置に形成されている。

端板４Ａは、さらに、内周４３Ａに沿って、複数の風穴４４と、複数の空隙部４５ｄとを有する。端板４Ａの風穴４４は、回転子鉄心１０の風穴１４（図３）に対応する位置に形成されている。端板４Ａの空隙部４５ｄは、回転子鉄心１０の空隙部１５ｄ（図３）に対応する位置に形成されている。

端板４Ａは、実施の形態１の端板４と同様、回転子鉄心１０の軸方向両端に配置され、磁石挿入孔１１内の永久磁石２の脱落を防止する機能を奏する。そのため、端板４Ａの内周４３Ａがシャフト３の外周から径方向外側に離間していても、端板４Ａの機能には影響がない。

また、端板４Ａの内周４３Ａが、シャフト３の外周から径方向外側に離間しているため、シャフト３の焼き嵌め時に端板４Ａの内周４３Ａが加熱されにくい。そのため、端板４Ａを経由して永久磁石２に熱が伝わることが抑制される。

また、端板４Ａが、回転子鉄心１０の風穴１４（図３）に対応する位置に風穴４４を有するため、回転子鉄心１０の風穴１４内の流体（空気、冷媒等）の通過またはリベット３１の挿入が可能になる。また、回転子鉄心１０の空隙部１５ｄ（図３）に対応する位置に空隙部４５ｄを有するため、端板４Ａを経由して永久磁石２に熱が伝わりにくくなる。

実施の形態５の電動機は、回転子の端板４Ａの構成を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

なお、端板４Ａは、回転子鉄心１０の軸方向両端に配置されているが、回転子鉄心１０の軸方向の一端のみに端板４Ａを配置し、他端には実施の形態１の端板４（図６）を配置してもよい。

図１６は、実施の形態５の変形例の回転子の端板４Ｂを示す平面図である。図１６に示した端板４Ｂの内周４３Ｂは、図１５に示した端板４Ａの内周４３Ａよりも、さらに径方向外側に形成され、空隙部４５ｄとつながっている。このように端板４Ｂの内周４３Ｂが径方向外側に形成されているため、シャフト３の焼き嵌め時に、端板４Ｂの内周４３Ｂがさらに加熱されにくくなり、端板４Ｂを経由して永久磁石２に熱が伝わることを効果的に抑制することができる。

以上説明したように、この実施の形態５では、端板４Ａ，４Ｂの内周４３Ａ，４３Ｂが、回転子鉄心１０のスリット１５に沿って形成されているため、端板４Ａ，４Ｂの機能を損なうことなく、端板４Ａ，４Ｂを経由して熱が永久磁石２に伝わることを抑制することができる。これにより、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

特に、端板４Ａ，４Ｂの内周４３Ａが、回転子鉄心１０のスリット１５の内周縁１５ａよりも径方向外側に位置しているため、シャフト３の焼き嵌めの際に端板４Ａ，４Ｂが加熱されにくくなり、永久磁石２の加熱を抑制する効果を高めることができる。

なお、端板４Ａ，４Ｂの内周４３Ａ，４３Ｂは、図１５および図１６では環状に延在しているが、これに限定されるものではなく、回転子鉄心１０の内周１３よりも径方向外側に位置していれば、例えば多角形状に延在していてもよい。

なお、この実施の形態５において、実施の形態２で説明したようにスリット１５の数を磁石挿入孔１１の数（極数）より少なくした構成を適用しても良く、また、実施の形態３で説明したように極数の半分以下の風穴１４にリベット３１を挿入する構成を適用しても良い。また、実施の形態４で説明したように、回転子鉄心１０がシャフト３から内周１８が離間した電磁鋼板１０２を有する構成を適用しても良い。

＜ロータリ圧縮機＞
次に、上述した実施の形態１〜５の電動機１００が適用可能なロータリ圧縮機３００について説明する。図１７は、ロータリ圧縮機３００の構成を示す縦断面図である。ロータリ圧縮機３００は、例えば空気調和装置に用いられるものであり、密閉容器３０７と、密閉容器３０７内に配設された圧縮要素３０１と、圧縮要素３０１を駆動する電動機１００とを備えている。

圧縮要素３０１は、シリンダ室３０３を有するシリンダ３０２と、電動機１００によって回転するシャフト３と、シャフト３に固定されたローリングピストン３０４と、シリンダ室３０３内を吸入側と圧縮側に分けるベーン（図示せず）と、シャフト３が挿入されてシリンダ室３０３の軸方向端面を閉鎖する上部フレーム３０５および下部フレーム３０６とを有する。上部フレーム３０５および下部フレーム３０６には、上部吐出マフラ３０８および下部吐出マフラ３０９がそれぞれ装着されている。

密閉容器３０７は、円筒状の容器である。密閉容器３０７の底部には、圧縮要素３０１の各摺動部を潤滑する冷凍機油（図示せず）が貯留されている。シャフト３は、軸受部としての上部フレーム３０５および下部フレーム３０６によって回転可能に保持されている。

シリンダ３０２は、内部にシリンダ室３０３を備えており、ローリングピストン３０４は、シリンダ室３０３内で偏心回転する。シャフト３は偏心軸部を有し、その偏心軸部にローリングピストン３０４が嵌合している。

電動機１００の固定子５は、焼き嵌め、圧入または溶接等の方法により、密閉容器３０７のフレームの内側に組み込まれている。固定子５のコイル５５には、密閉容器３０７に固定されたガラス端子３１１から電力が供給される。シャフト３は、回転子１の回転子鉄心１０（図２）の中央に形成された軸孔に固定されている。

密閉容器３０７の外部には、冷媒ガスを貯蔵するアキュムレータ３１０が取り付けられている。密閉容器３０７には吸入パイプ３１３が固定され、この吸入パイプ３１３を介してアキュムレータ３１０からシリンダ３０２に冷媒ガスが供給される。また、密閉容器３０７の上部には、冷媒を外部に吐出する吐出パイプ３１２が設けられている。

アキュムレータ３１０から供給された冷媒ガスは、吸入パイプ３１３を通ってシリンダ３０２のシリンダ室３０３内に供給される。インバータの通電によって電動機１００が駆動されて回転子１が回転すると、回転子１と共にシャフト３が回転する。そして、シャフト３に嵌合するローリングピストン３０４がシリンダ室３０３内で偏心回転し、シリンダ室３０３内で冷媒が圧縮される。シリンダ室３０３で圧縮された冷媒は、吐出マフラ３０８，３０９を通り、さらに回転子鉄心１０の風穴１４等（図２）を通って密閉容器３０７内を上昇する。密閉容器３０７内を上昇した冷媒は、吐出パイプ３１２から吐出され、冷凍サイクルの高圧側に供給される。

上述した実施の形態１〜５の電動機１００は、永久磁石２の熱による減磁を抑制することにより、永久磁石２の磁束低下を抑制し、これによりモータ効率を向上し、出力を増大させることができる。そのため、この電動機１００をロータリ圧縮機３００に適用することにより、ロータリ圧縮機３００の運転効率を向上し、出力を増大させることができる。

なお、実施の形態１〜５の電動機１００は、ロータリ圧縮機３００に限らず、他の種類の圧縮機にも利用することができる。

＜冷凍サイクル装置＞
次に、上述したロータリ圧縮機３００を備えた冷凍サイクル装置４００（空気調和装置）について説明する。図１８は、冷凍サイクル装置４００の構成を示す図である。冷凍サイクル装置４００は、圧縮機（ロータリ圧縮機）３００と、四方弁４０１と、凝縮器４０２と、減圧装置（膨張器）４０３と、蒸発器４０４と、冷媒配管４０５と、制御部４０６とを備えている。圧縮機３００、凝縮器４０２、減圧装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４０５によって連結され、冷凍サイクルを構成している。

冷凍サイクル装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機３００は、吸入した冷媒を圧縮して高温高圧のガス冷媒として送り出す。四方弁４０１は、冷媒の流れ方向を切り換えるものであるが、図１８に示した状態では、圧縮機３００から送り出された冷媒を凝縮器４０２に流す。凝縮器４０２は、圧縮機３００から送り出された冷媒と空気（例えば、室外の空気）との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させて送り出す。減圧装置４０３は、凝縮器４０２から送り出された液冷媒を膨張させて、低温低圧の液冷媒として送り出す。

蒸発器４０４は、減圧装置４０３から送り出された低温低圧の液冷媒と空気（例えば、室内の空気）との熱交換を行い、冷媒に空気の熱を奪わせて蒸発（気化）させ、ガス冷媒として送り出す。蒸発器４０４で熱が奪われた空気は、図示しない送風機により、対象空間（例えば室内）に供給される。なお、四方弁４０１および圧縮機３００の動作は、制御部４０６によって制御される。

冷凍サイクル装置４００の圧縮機３００は、上述した実施の形態１〜５の電動機１００が適用可能であり、これにより運転効率を向上している。そのため、冷凍サイクル装置４００のエネルギー効率を向上することができる。

＜空気調和装置＞
次に、上述した各実施の形態の電動機を適用した空気調和装置について説明する。図１９は、実施の形態１〜５の電動機１００が適用可能な空気調和装置５００の構成を示す図である。空気調和装置５００は、室外機５０１と、室内機５０２と、これらを接続する冷媒配管５０３とを備える。室外機５０１は、送風機としての室外送風機５０５を備えている。

図２０（Ａ）は、室外機５０１の構成を示す正面図である。図２０（Ｂ）は、図２０（Ａ）に示した線分２０Ｂ−２０Ｂにおける断面図である。室外機５０１は、ハウジング５０６と、ハウジング５０６内に固定されたフレーム５０７とを有する。フレーム５０７には、室外送風機５０５の駆動源としての電動機１００が固定されている。電動機１００のシャフト３には、ハブ５０８を介して羽根車５０４が取り付けられている。

電動機１００、ハブ５０８および羽根車５０４により、室外送風機５０５が構成される。図２０（Ａ）には、冷媒を圧縮する圧縮機５０９も示されている。この圧縮機５０９として、図１７に示したロータリ圧縮機３００を用いても良い。電動機１００の回転子１が回転すると、シャフト３に取り付けられた羽根車５０４が回転し、室外に送風する。空気調和装置５００の冷房運転時には、圧縮機５０９で圧縮された冷媒が凝縮器（図示せず）で凝縮する際に放出された熱を、室外送風機５０５の送風によって室外に放出する。

上述した各実施の形態の電動機１００は、永久磁石２の減磁を抑制することにより、永久磁石２の磁束低下を抑制し、これによりモータ効率を向上し、出力を増大させることができる。そのため、この電動機１００を室外送風機５０５の動力源に用いることにより、空気調和装置５００の運転効率を向上し、出力を増大させることができる。

なお、ここでは、室外機５０１の室外送風機５０５に、各実施の形態で説明した電動機を用いたが、室内機５０２の送風機に各実施の形態の電動機を用いてもよい。

また、ここでは、着磁された永久磁石２を磁石挿入孔１１に配置する場合について説明したが、着磁されていない永久磁石２を磁石挿入孔１１に配置する場合であっても、同様の効果を得ることができる。但し、着磁された永久磁石２が減磁する温度の方が、着磁されていない永久磁石２の性能および品質が低下する温度よりも低いため、着磁された永久磁石２を磁石挿入孔１１に配置する場合の方が、各実施の形態の効果をより顕著に発揮することができる。

以上、本発明の望ましい実施の形態について具体的に説明したが、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変形を行なうことができる。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 回転子、 １０ 回転子鉄心、 １１ 磁石挿入孔、 １２ フラックスバリア、 １３ 内周、 １４ 風穴、 １５ スリット、 １５ａ 内周縁部、 １５ｂ 外周縁部、 １５ｃ 対向部、 １５ｄ 空隙部、 １６ スリット間部、 １８ 内周、 １９ 外周、 ２１ 内周端、 ２２ 外周端、 ２３ 第１の直線、 ２４ 第２の直線、 ２ 永久磁石、 ３ シャフト、 ３１ リベット、 ４，４Ａ，４Ｂ 端板、 ４３，４３Ａ，４３Ｂ 内周、 ４４ 風穴、 ４５ スリット、 ４５ｄ 空隙部、 ４９ 外周、 ５ 固定子、 ５０ 固定子鉄心、 ５３ インシュレータ、 ５５ コイル、 １００ 電動機、 １０１ 電磁鋼板、 １０２ 電磁鋼板、 ３００ 圧縮機（ロータリ圧縮機）、 ３０１ 圧縮要素、 ３０７ 密閉容器、 ４００ 冷凍サイクル装置（空気調和装置）、 ４０１ 四方弁、 ４０２ 凝縮器、 ４０３ 減圧装置、 ４０４ 蒸発器、 ４０５ 冷媒配管、 ４０６ 制御部、 ５００ 空気調和装置、 ５０１ 室外機、 ５０２ 室内機、 ５０３ 冷媒配管、 ５０４ 羽根車、 ５０５ 室外送風機、 ５０６ ハウジング、 ５０７ フレーム、 ５０８ ハブ、 ５０９ 圧縮機。

Claims (23)

1. 軸線を中心とする環状の内周と、前記軸線を中心とする径方向において前記内周の外側に位置する外周とを有し、電磁鋼板で構成された回転子鉄心を備え、
   前記回転子鉄心は、前記外周に沿って、前記軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁石挿入孔と第２の磁石挿入孔とを有し、前記内周に沿って、前記周方向に隣り合う第１のスリットと第２のスリットとを有し、
   前記第１の磁石挿入孔には第１の永久磁石が配置され、前記第２の磁石挿入孔には第２の永久磁石が配置され、
   前記第１のスリットは、前記第２のスリットに対向する第１の対向部を有し、
   前記第２のスリットは、前記第１のスリットに対向する第２の対向部を有し、
   前記第１の対向部は、前記径方向における内側の端部に第１の内側端部を有し、前記径方向における外側の端部に第１の外側端部を有し、
   前記第２の対向部は、前記径方向における内側の端部に第２の内側端部を有し、前記径方向における外側の端部に第２の外側端部を有し、
   前記回転子鉄心は、前記第１の対向部と前記第２の対向部との間に、前記第１の内側端部と前記第２の内側端部とを結ぶ第１の直線と、前記第１の外側端部と前記第２の外側端部とを結ぶ第２の直線とで規定されるスリット間部を有し、
   前記スリット間部は、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極間部に対して前記径方向の内側に配置され、
   前記回転子鉄心の前記内周から前記第１のスリットおよび前記第２のスリットまでの前記径方向の最小距離をＤ１とし、
   前記第１のスリットおよび前記第２のスリットの前記径方向の最小幅をＷ１とし、
   前記スリット間部の前記径方向の長さをＷ２とすると、
   Ｄ１＜Ｗ１およびＤ１＜Ｗ２の少なくとも一方が成立する
   回転子。
2. Ｄ１＜Ｗ１およびＤ１＜Ｗ２の両方が成立する
   請求項１に記載の回転子。
3. 前記スリット間部の前記周方向の最小幅が、前記電磁鋼板の板厚以上で、且つ、前記板厚の２倍よりも小さい
   請求項１または２に記載の回転子。
4. 前記回転子鉄心は、前記第１のスリットから前記第１の磁石挿入孔に向けて延在する第１の空隙部、および、前記第２のスリットから前記第２の磁石挿入孔に向けて延在する第２の空隙部を有する
   請求項１から３までの何れか１項に記載の回転子。
5. 前記第１の空隙部から前記第１の磁石挿入孔までの距離、および、前記第２の空隙部から前記第２の磁石挿入孔までの距離が、いずれも、前記電磁鋼板の板厚以上で、且つ、前記板厚の２倍よりも小さい
   請求項４に記載の回転子。
6. 前記回転子鉄心は、前記第１の磁石挿入孔および前記第２の磁石挿入孔を含む第１の数の磁石挿入孔を有し、
   前記回転子鉄心は、前記スリット間部を含む第２の数のスリット間部を有し、
   前記第２の数は、前記第１の数を自然数で除した値である
   請求項１から５までの何れか１項に記載の回転子。
7. 前記回転子鉄心は、前記第１のスリットおよび前記第２のスリットよりも前記径方向の外側に配置された風穴をさらに有する
   請求項１から６までの何れか１項に記載の回転子。
8. 前記風穴は、前記極間部に対して前記径方向の内側に配置されている
   請求項７に記載の回転子。
9. 前記風穴から前記第１のスリットおよび前記第２のスリットまでの最小距離は、前記電磁鋼板の板厚以上で、且つ、前記板厚の２倍よりも小さい
   請求項７または８に記載の回転子。
10. 前記回転子鉄心は、前記第１の磁石挿入孔および前記第２の磁石挿入孔を含む第１の数の磁石挿入孔を有し、
    前記回転子鉄心は、前記第１のスリットおよび前記第２のスリットよりも前記径方向の外側に、前記風穴を含む前記第１の数の風穴を有する
    請求項７から９までの何れか１項に記載の回転子。
11. 前記第１の数の風穴のうち、前記第１の数の半分以下の第３の数の風穴に、リベットが挿入されている
    請求項１０に記載の回転子。
12. 前記リベットが挿入された前記風穴と、前記リベットが挿入されていない前記風穴とが、前記周方向に交互に配列されている
    請求項１１に記載の回転子。
13. 前記軸線から前記回転子鉄心の前記内周までの距離が、前記回転子鉄心の前記内周から前記第１の磁石挿入孔および前記第２の磁石挿入孔までの最小距離以上である
    請求項１から１２までの何れか１項に記載の回転子。
14. 前記第１の対向部は、前記径方向の両端に湾曲部を有し、前記第２の対向部は、前記径方向の両端に湾曲部を有し、
    前記第１の対向部の前記湾曲部および前記第２の対向部の前記湾曲部は、いずれも、前記電磁鋼板の板厚以下の曲率半径を有する
    請求項１から１３までの何れか１項に記載の回転子。
15. 前記第１の対向部は、前記湾曲部の間に直線状に延在する部分を有し、前記第２の対向部は、前記湾曲部の間に直線状に延在する部分を有する
    請求項１４に記載の回転子。
16. 前記回転子鉄心の前記内周に固定されたシャフトをさらに備え、
    前記回転子鉄心は、前記電磁鋼板を含む第４の数の電磁鋼板が、前記軸線の方向に積層されて構成され、
    前記第４の数の電磁鋼板は、前記軸線の方向の端部に配置された少なくとも１つの電磁鋼板を有し、
    前記少なくとも１つの電磁鋼板は、前記シャフトの外周から前記径方向の外側に離間した内周を有する
    請求項１から１５までの何れか１項に記載の回転子。
17. 前記少なくとも１つの電磁鋼板の前記内周が、前記第１のスリットおよび前記第２のスリットの前記径方向の最も内側の部分よりも前記径方向の外側に位置する
    請求項１６に記載の回転子。
18. 前記軸線の方向において前記回転子鉄心の少なくとも一端に、端板を有し、
    前記端板は、前記回転子鉄心の前記第１のスリットおよび前記第２のスリットの前記径方向の最も内側の部分よりも前記径方向の外側に位置する内周を有する
    請求項１から１７までの何れか１項に記載の回転子。
19. 前記端板は、当該端板の前記内周から前記径方向の外側に向けて延在する空隙を有する、
    請求項１８に記載の回転子。
20. 請求項１から１９までの何れか１項に記載の回転子と、
    前記回転子の前記径方向の外側に設けられ、前記回転子を囲む固定子と
    を備える
    電動機。
21. 電動機と、前記電動機によって駆動される圧縮要素とを備えた圧縮機であって、
    前記電動機は、
    請求項１から１９までの何れか１項に記載の回転子と、
    前記回転子の前記径方向の外側に設けられ、前記回転子を囲む固定子と
    を備える
    圧縮機。
22. 羽根車と、羽根車を回転させる電動機とを備えた送風機であって、
    前記電動機は、
    請求項１から１９までの何れか１項に記載の回転子と、
    前記回転子の前記径方向の外側に設けられ、前記回転子を囲む固定子と
    を備える
    送風機。
23. 室外機と、室内機と、前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管とを備え、
    前記室外機および前記室内機の少なくとも一方は、送風機を有し、
    前記送風機は、羽根と、前記羽根を回転させる電動機とを有し、
    前記電動機は、
    請求項１から１９までの何れか１項に記載の回転子と、
    前記回転子の前記径方向の外側に設けられ、前記回転子を囲む固定子と
    を備える
    空気調和装置。

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