JP6929379B2 - 永久磁石式回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、永久磁石式回転電機に関し、特に回転子構造に関する。

産業用モータ、電気自動車、ハイブリッド自動車などに適用される回転電機においては、小型化・高出力化のため、外部からの界磁エネルギーを不要とする永久磁石式回転電機が広く用いられる。この種の回転電機の固定子巻線構造としては、一つのティースにコイルが巻回される集中巻と、複数のティースにまたがってコイルが巻回される分布巻との２つに大別される。集中巻は、分布巻に比べ、コイルエンド長が短いため、モータ軸長を短くすることができる。一方で、集中巻の固定子に発生する起磁力は、トルクに寄与しない低次の高調波成分が含まれており、これらの影響により、トルクリプルの増加、低次の変形モードを有する電磁加振力の発生などを引き起こす。そして、電磁加振力が、回転電機の部品、例えばフレーム、の共振周波数と一致する特定の回転数の時に、フレームが共振して騒音が発生する。

このような状況を鑑み、回転子鉄心の外周面のｑ軸上に切り欠き部を設け、トルクリプルを低減する従来の永久磁石式回転電機が提案されていた（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２０１７−０５５５６０号公報 特許第５４５０４７２号公報

特許文献１，２に記載の従来の永久磁石式回転電機は、トルクリプルを低減する構造となっている。しかしながら、この構造は、必ずしも振動・騒音の原因となるティースに発生する径方向電磁力を低減できるものではなかった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、振動・騒音の原因となるティースに発生する径方向電磁力を低減できる永久磁石式回転電機を得ることを目的とする。

この発明に係る永久磁石式回転電機は、ティースが円環状のコアバックから径方向に突出して周方向に複数配列され、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成された固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、上記固定子と磁気的空隙を介して、上記固定子の内周側に、同軸に、かつ回転可能に配設された円環状の回転子鉄心、および上記回転子鉄心に周方向に複数配設されて磁極を構成する永久磁石を有する回転子と、を備える。上記回転子鉄心を軸方向に貫通するように形成されて、上記永久磁石が挿入される磁石挿入孔と、上記磁石挿入孔から周方向両側に突出し、かつ上記回転子鉄心を軸方向に貫通するように形成されたフラックスバリアと、上記回転子鉄心の外周面のｑ軸上に、軸方向の一端から他端に至るように形成された切り欠き部と、を備え、上記ｑ軸における最小鉄幅をＣ、上記切り欠き部の周方向幅をＤとしたときに、上記ＣおよびＤは、Ｃ＜Ｄの関係を満足し、上記磁石挿入孔および上記フラックスバリアの外径側における最小鉄幅をＡ、上記フラックスバリアと上記切り欠き部との間における最小鉄幅をＢとしたときに、上記Ａ、Ｂは、Ａ＜Ｂの関係を満足している。

この発明では、切り欠き部の周方向幅Ｄがｑ軸における最小鉄幅Ｃより大きくなっている。これにより、ティースに発生する径方向電磁力を低減でき、振動・騒音の発生が抑制される。

この発明の実施の形態１に係る永久磁石式回転電機を示す横断面図である。 この発明の実施の形態１に係る永久磁石式回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部横断面図である。 Ａ＞Ｃの関係を満足しつつ、鉄心の円筒状の外周面とフラックスバリアの外径側壁面とを平行とした回転子鉄心を用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示す図である。 Ａ＞Ｃの関係を満足しつつ、鉄心の円筒状の外周面とフラックスバリアの外径側壁面と間の鉄部の幅をｑ軸に近づくにつれ広くなるようにした回転子鉄心を用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示す図である。 図４の解析に用いられた回転子鉄心において、フラックスバリアの磁石挿入孔からの突出量を小さくし、Ａ＜Ｃの関係を満足するようにした回転子鉄心を用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示す図である。 図４の解析に用いられた回転子鉄心において、Ａ＜Ｂとなるように切り欠き部を形成した回転子鉄心を用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示す図である。 図３の解析に用いた回転子を搭載した回転電機において、電流通電時に発生する磁束線を解析した結果を示す図である。 図４の解析に用いた回転子を搭載した回転電機において、電流通電時に発生する磁束線を解析した結果を示す図である。 図６の解析に用いた回転子を搭載した回転電機において、電流通電時に発生する磁束線を解析した結果を示す図である。 回転子鉄心の最小鉄幅Ｃを変化させて、ティースに発生する径方向電磁力を解析した結果を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機を示す横断面図である。 この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部横断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石式回転電機を示す横断面図、図２は、この発明の実施の形態１に係る永久磁石式回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部横断面図である。なお、横断面図とは、回転子の軸心と直交する断面を示す断面図である。また、図１および図２は、便宜上、ハッチングを省略して図示されている。

図１において、永久磁石式回転電機１は、固定子１０と、回転子２０と、から構成される。

固定子１０は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に装着された固定子巻線１５と、から構成される。固定子鉄心１１は、円環状のコアバック１２と、コアバック１２に形成された３６本のティース１３と、から構成される。３６本のティース１３は、それぞれ、コアバック１２の内周面から径方向内方に突出して、周方向に等角ピッチで配列されている。隣り合うティース１３間に形成されたスペースがスロット１４となる。固定子巻線１５は、ティース１３のそれぞれに巻回された３６本の集中巻きコイル１６から構成される。固定子巻線１５は、集中巻きコイル１６を結線して、例えば三相巻線に構成される。

回転子２０は、軸心位置に挿入された回転軸２２に固着された回転子鉄心２１と、回転子鉄心２１に装着された永久磁石２３と、から構成される。回転子鉄心２１には、回転子鉄心２１の外周部を軸方向に貫通する磁石挿入孔２４が、周方向に等角ピッチで２４個形成されている。磁石挿入孔２４のそれぞれには、一つの永久磁石２３が挿入される。周方向に配列した永久磁石２３は、外周側の極性が周方向に交互にＮ極とＳ極となるように、着磁されている。１つの永久磁石２３が１磁極を構成する。回転子鉄心２１は、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれた磁性片を積層一体化して作製される。

永久磁石式回転電機１は、固定子１０の内周側に、固定子１０との間に磁気的空隙を介して、固定子１０と同軸に、かつ回転可能に回転子２０を配置して、構成される。このように構成された永久磁石式回転電機は、２４極３６スロットの回転電機、すなわち２極３スロット系列の回転電機となる。

ここで、回転子２０の要部の構成について図２を参照しつつ説明する。

磁石挿入孔２４は、略長方形断面の穴形状に形成され、長方形断面の長辺の長さ方向を周方向に向けて、回転子鉄心２１の外周部に配置されている。一対の空隙部が、磁石挿入孔２４から周方向両側に突出するように形成されている。この空隙部がフラックスバリア２５となる。フラックスバリア２５は、磁石挿入孔２４の長方形断面の短辺の内径側の部分を除いて、磁石挿入孔２４と連通している。フラックスバリア２５の外径側の内壁面は、磁石挿入孔２４の外径側の内壁面から周方向に延びて、磁石挿入孔２４から離れるにつれ漸次内径側に変位するなだらかな曲面に形成されている。なお、フラックスバリア２５には、永久磁石２３が磁石挿入孔２４に挿入されている状態で、ワニスなどが充填されてもよい。

永久磁石２３は、磁石挿入孔２４と同等の長方形断面に形成されている。永久磁石２３は、磁石挿入孔２４の長方形断面の短辺の内径側の部分により周方向の移動を規制されて、磁石挿入孔２４のそれぞれに収納されている。永久磁石２３の長方形断面の長辺の長さ方向の中央位置を通る半径方向がｄ軸となる。また、周方向に隣り合うｄ軸間の中央位置を通る半径方向がｑ軸となる。なお、ｄ軸は、永久磁石２３の磁束軸である。ｑ軸は、ｄ軸と電気的、磁気的に直交する軸である。

トルクリプルを低減させるための切り欠き部２６が、回転子鉄心２１の外周面を窪ませて、溝方向を軸方向として、ｑ軸上に形成されている。切り欠き部２６は、単一のＲ形状、すなわち単一の曲率半径の円弧を軸方向に連ねた溝形状に構成されている。

ここで、回転子鉄心２１の各部の寸法関係について説明する。Ａは、磁石挿入孔２４とフラックスバリア２５の外径側の鉄部における最小鉄幅、Ｂは、切り欠き部２６とフラックスバリア２５との間の鉄部における最小鉄幅、Ｃは、ｑ軸を挟んで相対するフラックスバリア２５の間の鉄部における最小鉄幅、Ｄは、切り欠き部２６の周方向幅である。

まず、電磁鋼板などの磁性薄板をプレス成形する際に、Ｃを磁性薄板の板厚の２倍より小さくすると、打ち抜き精度が悪化する。良好な打ち抜き精度を確保するには、Ｃを磁性薄板の板厚の２倍以上とすることが望ましい。この実施の形態１では、Ｃは磁性薄板の板厚の２倍としている。これにより、回転子鉄心２１の加工性を高めている。

特許文献１，２では、切り欠き部が複雑なＲ形状で形成されていた。この実施の形態１では、切り欠き部２６が単一のＲ形状、すなわち単一の曲率半径の円弧を軸方向に連ねた溝形状に形成されている。これにより、回転子鉄心２１の寸法検査が容易となる。

つぎに、ｑ軸周りの形状を変えた回転子鉄心を用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を図３から図６に示す。

図３は、Ａ＞Ｃの関係を満足しつつ、鉄心の円筒状の外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面とを平行とした回転子鉄心２１Ａを用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示した。なお、切り欠き部２６は、形成されていない。

図３から、回転子鉄心２１Ａの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面とを平行とすると、フラックスバリア２５のｑ軸側の角部近傍に応力が集中することが確認された。図３中、数字は、主応力が最も高い部位を示し、図３の主応力の最大値を基準とした主応力の数値を示している。

図４は、Ａ＞Ｃの関係を満足しつつ、鉄心の円筒状の外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面と間の鉄部の幅をｑ軸に近づくにつれ広くなるようにした回転子鉄心２１Ｂを用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示した。なお、切り欠き部２６は形成されていない。回転子鉄心２１ＢのＡ，Ｃは、図３の解析に用いられた回転子鉄心２１ＡのＡ，Ｃと同じとした。

図４中、数字は、主応力が最も高い部位を示し、図３の主応力の最大値を基準とした主応力の数値を示している。図４から、回転子鉄心２１Ｂの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面との間の鉄部の最小鉄幅Ａが同じであっても、回転子鉄心２１Ｂは、回転子鉄心２１Ａに対して、主応力を６割近く低減できたことが確認された。

図５は、図４の解析に用いられた回転子鉄心２１Ｂにおいて、フラックスバリア２５の磁石挿入孔からの突出量を小さくし、Ａ＜Ｃの関係を満足するようにした回転子鉄心２１Ｃを用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示した。なお、切り欠き部２６は、形成されていない。

図５中、数字は、主応力が最も高い部位を示し、図３の主応力の最大値を基準とした主応力の数値を示している。図５から、回転子鉄心２１Ｃの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面との間の鉄部の最小鉄幅Ａが同じであっても、回転子鉄心２１Ｃは、回転子鉄心２１Ａに対して、主応力を５割近く低減できたことが確認された。しかし、回転子鉄心２１Ｃは、回転子鉄心２１Ｂに対して、主応力が増加していることが確認された。このことから、フラックスバリア２５に作用する主応力を低減するためには、加工可能な範囲内で、周方向に隣り合うフラックスバリア２５間の最小鉄幅Ｃをできるだけ狭くすればよいことがわかる。

図６は、図４の解析に用いられた回転子鉄心２１Ｂにおいて、Ａ＜Ｂとなるように切り欠き部２６を形成した回転子鉄心２１を用いた回転子に遠心力を作用させたときに発生する応力を解析した結果を示した。

図６中、数字は、主応力が最も高い部位を示し、図３の主応力の最大値を基準とした主応力の数値を示している。図６から、回転子鉄心２１は、回転子鉄心２１Ｂと同等の主応力分布が得られることが確認できた。さらに、図６から、回転子鉄心２１は、回転子鉄心２１Ｂに対して、主応力を低減できることが確認できた。

図３から図６の解析結果から、Ａ＜Ｂを満足していれば、ｑ軸上に切り欠き部２６を設けた場合、切り欠き部２６を設けない場合に比べて、遠心力により回転子鉄心に発生する応力を低減できることがわかった。つまり、Ａ＜Ｂを満足する回転子鉄心では、切り欠き部２６を設けることで、遠心力により回転子鉄心に発生する応力を分散し、主応力のピーク値を低減でき、かつトルクリプルを低減できることがわかった。さらに、Ｂ＞Ａ＞Ｃを満足していれば、フラックスバリア２５に作用する主応力をさらに低減できることがわかった。

つぎに、図３の解析に用いた回転子を搭載した回転電機において、電流通電時に発生する磁束線を解析した結果を図７に示す。図７のＰ部に示されるように、ティース１３から出た磁束の一部は、回転子鉄心２１Ａを通らずに周方向に流れ、隣のティース１３に鎖交することがわかった。これは、回転子鉄心２１Ａの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面とが平行となっていることにより、回転子鉄心２１Ａの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面との間の鉄部が、当該鉄部を鎖交する永久磁石２３の磁束によって磁気飽和したためと推考される。つまり、固定子の磁束が、フラックスバリア２５の外周側の鉄部を通りにくい状態になっているためと推考される。したがって、図７のＰ部を通る固定子の磁束は、トルクに寄与していないとともに、ティース１３における径方向電磁力の発生にもほとんど寄与していない。

図４の解析に用いた回転子を搭載した回転電機において、電流通電時に発生する磁束線を解析した結果を図８に示す。図８のＰ部に示されるように、ティース１３から出た磁束の一部は、回転子鉄心２１Ｂのｑ軸上の表面を通って、隣のティース１３に鎖交することがわかった。これは、回転子鉄心２１Ｂの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面とが非平行となっていることにより、回転子鉄心２１Ｂの外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面との間の鉄部の最小鉄幅部のみが、当該鉄部を鎖交する永久磁石２３の磁束によって磁気飽和したためと推考される。つまり、固定子の磁束が、フラックスバリア２５の外周側の鉄部を通りやすい状態になっているためと推考される。したがって、図８のＰ部を通る固定子の磁束は、回転子鉄心２１Ｂの表面の一部のみを鎖交しているため、トルクに寄与していない。しかし、図８のＰ部を通る固定子の磁束は、ティース１３を径方向に通るため、ティース１３に径方向電磁力が発生する。

図６の解析に用いた回転子を搭載した回転電機において、電流通電時に発生する磁束線を解析した結果を図９に示す。図９のＰ部に示されるように、ティース１３から出た磁束の一部は、回転子鉄心２１を通らずに、隣のティース１３に鎖交することがわかった。この回転電機においては、回転子鉄心２１の外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面とが非平行となっているが、ｑ軸上に切り欠き部２６が設けられている。これにより、ｑ軸上における固定子と回転子との間の磁気的空隙がひろがり、固定子の磁束が、回転子鉄心２１の外周面とフラックスバリア２５の外径側壁面との間の鉄部を通りにくい状態となっているためと推考される。したがって、図９のＰ部を通る固定子の磁束は、トルクに寄与していないとともに、ティース１３に発生する径方向電磁力を低減できる。

図７から図９の解析結果から、切り欠き部２６をｑ軸上に設けることにより、回転子鉄心２１のｑ軸上の表面のみを通る固定子の磁束をなくし、ティース１３に発生する径方向電磁力を低減できることがわかる。

図１０は、回転子鉄心の最小鉄幅Ｃを変化させて、ティースに発生する径方向電磁力を解析した結果を示す図である。図１０中、横軸は、Ｄ／Ｃであり、縦軸は、ティースに発生する径方向電磁力（６次成分）である。また、各線は、Ｃを一定としてＤを変化させたときのティースに発生する径方向電磁力を示している。また、Ｃは、線毎に変えている。

一般的に、回転電機においては、固定子と回転子との間の磁気的空隙で、電磁加振力が発生する、この電磁加振力により、固定子のティースに径方向電磁力が発生する。この径方向電磁力により、固定子、固定子の周囲の構造部材などが振動し、騒音が発生する。固定子のティースには、様々な時間成分の径方向電磁力、例えば固定子の変形モードが０次、時間成分が６次の径方向電磁力が発生する。２極３スロット系列の集中巻き永久磁石式回転電機では、特に変形モードが０次、時間成分が６次の径方向電磁力の影響が大きいことが知られている。

図１０から、Ｃを一定とし、Ｄを大きくすると、ティースに発生する径方向電磁力が低下することが分かった。そして、Ｄ／Ｃが１以下の領域では、Ｄ／Ｃの値が大きくなるにつれて、ティースに発生する径方向電磁力が大きく低下し、Ｄ／Ｃが１を超えると、Ｄ／Ｃの値が大きくなるにつれて、ティースに発生する径方向電磁力がなだらかに低下し、Ｄ／Ｃが１．６以上となると、Ｄ／Ｃの値に依存せずに、ティースに発生する径方向電磁力がほぼ一定となることが分かった。

このことから、ＣとＤの一方を決定し、他方をＣ＜Ｄを満足するように決定することで、ティースに発生する径方向電磁力（６次成分）を小さくすることができる。さらに、Ｄ／Ｃ≧１．６を満足するようにＣとＤとを決定することで、ティースに発生する径方向電磁力（６次成分）をより小さくすることができる。このように、ｑ軸上に切り欠き部２６を設けても、Ｄ／Ｃ≦１を満足するようにＣ，Ｄを設定した場合には、ティースに発生する径方向電磁力の低減量が小さく、振動・騒音の発生を効果的に抑制できない。したがって、ティースに発生する径方向電磁力を大きく低減させ、振動・騒音の発生を効果的に抑制するためには、Ｃ＜Ｄを満足するようにＣ，Ｄを設定すればよく、Ｄ／Ｃ≧１．６を満足するようにＣ，Ｄを設定することがより好ましい。

実施の形態２．
図１１は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機を示す横断面図、図１２は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機における回転子の永久磁石周りを示す要部横断面図である。なお、図１１および図１２は、便宜上、ハッチングを省略して図示されている。

図１１において、永久磁石式回転電機１Ａは、固定子１０と、回転子２０Ａと、から構成される。すなわち、永久磁石式回転電機１Ａは、回転子２０に代えて回転子２０Ａを用いている点を除いて、上記実施の形態１の永久磁石式回転電機１と同様に構成されている。

ここで、回転子２０Ａの要部の構成について図１２を参照しつつ説明する。

回転子２０Ａは、軸心位置に挿入された回転軸２２に固着された回転子鉄心２１Ａと、回転子鉄心２１Ａに装着された永久磁石２３Ａと、から構成される。回転子鉄心２１Ａには、回転子鉄心２１Ａの外周部を軸方向に貫通する、略長方形断面を有する磁石挿入孔２４Ａを、回転軸２２の軸心に向かって凸となり、回転子鉄心２１Ａの外周面に向かって広がるＶ字形に配置した磁石挿入孔２４Ａの対が、周方向に等角ピッチで２４対形成されている。磁石挿入孔２４Ａのそれぞれには、略長方形断面を有する一つの永久磁石２３Ａが挿入される。磁石挿入孔２４Ａの対に挿入された永久磁石２３の対は、相対する面、すなわち外周側の面が同極となるように着磁されている。周方向に配列された２４対の永久磁石２３Ａは、外周側の極性が対毎に周方向に交互にＮ極とＳ極となるように配列されている。回転子鉄心２１Ａは、電磁鋼板などの磁性薄板から打ち抜かれた磁性片を積層一体化して作製される。

一対の空隙部が、磁石挿入孔２４Ａから周方向両側に突出するように形成されている。この空隙部が、フラックスバリア２５Ａａ，２５Ａｂとなる。フラックスバリア２５Ａａ，２５Ａｂは、磁石挿入孔２４Ａの長方形断面の短辺の内径側の部分を除いて、磁石挿入孔２４Ａと連通している。磁石挿入孔２４Ａの外径側に連通するフラックスバリア２５Ａａの外径側の内壁面は、磁石挿入孔２４Ａの外径側の内壁面から周方向に延びて、磁石挿入孔２４Ａから離れるにつれ漸次内径側に変位するなだらかな曲面に形成されている。なお、フラックスバリア２５Ａａ，２５Ａｂには、永久磁石２３Ａが磁石挿入孔２４Ａに挿入されている状態で、ワニスなどが充填されてもよい。

永久磁石２３Ａは、磁石挿入孔２４Ａの長方形断面の短辺の内径側の部分により周方向の移動を規制されて、磁石挿入孔２４Ａのそれぞれに収納されている。磁石挿入孔２４Ａの対に挿入されている永久磁石２３Ａの対が、１磁極を構成する。１磁極を構成する永久磁石２３Ａ、磁石挿入孔２４Ａ、およびフラックスバリア２５Ａａ，２５Ａｂは、磁石挿入孔２４Ａの対間の周方向の中央位置を通る、回転軸２２の軸心を含む平面を対称面とする面対称に構成される。この対称面における半径方向がｄ軸となる。また、周方向に隣り合うｄ軸間の中央位置を通る半径方向がｑ軸となる。

トルクリプルを低減させるための切り欠き部２６が、回転子鉄心２１Ａの外周面を窪ませて、溝方向を軸方向として、ｑ軸上に配置されている。切り欠き部２６は、単一のＲ形状で構成されている。

ここで、Ａは、磁石挿入孔２４Ａとフラックスバリア２５Ａａの外径側の鉄部における最小鉄幅、Ｂは、切り欠き部２６とフラックスバリア２５Ａａとの間の鉄部における最小鉄幅、Ｃは、ｑ軸を挟んで相対するフラックスバリア２５Ａａの間の鉄部における最小鉄幅、Ｄは、切り欠き部２６の周方向幅である。（図１２中の「Ｂ」の位置を、もう少し上目にずらした方が見やすいと思います）

実施の形態２では、回転子鉄心２１Ａは、Ａ＜Ｂ、Ｃ＜Ｄ、かつＡ＜Ｃの関係を満足するように作製されている。また、Ｃは、回転子鉄心２１Ａを構成する磁性薄板の板厚の２倍としている。
したがって、実施の形態２においても、上記実施の形態１と同様の効果が得られる。

なお、上記各実施の形態では、２４極３６スロットの集中巻き永久磁石式回転電機を用いているが、２極３スロット系列の集中巻き永久磁石式回転電機であれば、極数スロット数はこれに限定されない。

また、上記各実施の形態では、２極３スロット系列の集中巻き永久磁石式回転電機を用いているが、４極３スロット系列の集中巻き永久磁石式回転電機を用いても、同様の効果を奏する。

１０ 固定子、１１ 固定子鉄心、１２ コアバック、１３ ティース、シャフト、１４ スロット、１５ 固定子巻線、１６ 集中巻きコイル、２０，２０Ａ 回転子、２１，２１Ａ 回転子鉄心、２３，２３Ａ 永久磁石、２４，２４Ａ 磁石挿入孔、２５，２５Ａａ，２５Ａｂ フラックスバリア、２６ 切り欠き部。

Claims (6)

1. ティースが円環状のコアバックから径方向に突出して周方向に複数配列され、スロットが周方向に隣り合う上記ティースの間に形成された固定子鉄心、および上記固定子鉄心に装着された固定子巻線を有する固定子と、
   上記固定子と磁気的空隙を介して、上記固定子の内周側に、同軸に、かつ回転可能に配設された円環状の回転子鉄心、および上記回転子鉄心に周方向に複数配設されて磁極を構成する永久磁石を有する回転子と、を備える永久磁石式回転電機において、
   上記回転子鉄心を軸方向に貫通するように形成されて、上記永久磁石が挿入される磁石挿入孔と、
   上記磁石挿入孔から周方向両側に突出し、かつ上記回転子鉄心を軸方向に貫通するように形成されたフラックスバリアと、
   上記回転子鉄心の外周面のｑ軸上に、軸方向の一端から他端に至るように形成された切り欠き部と、を備え、
   上記ｑ軸における最小鉄幅をＣ、上記切り欠き部の周方向幅をＤとしたときに、上記ＣおよびＤは、Ｃ＜Ｄの関係を満足し、
   上記磁石挿入孔および上記フラックスバリアの外径側における最小鉄幅をＡ、上記フラックスバリアと上記切り欠き部との間における最小鉄幅をＢとしたときに、上記Ａ、Ｂは、Ａ＜Ｂの関係を満足している永久磁石式回転電機。
2. 上記ＣとＤは、Ｄ／Ｃ≧１．６の関係を満足している請求項１記載の永久磁石式回転電機。
3. 上記ＡとＣは、Ａ＞Ｃの関係を満足している請求項１または請求項２に記載の永久磁石式回転電機。
4. 上記固定子巻線が上記ティースのそれぞれに装着された集中巻きコイルにより構成された、２極３スロット系列、又は４極３スロット系列である請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機。
5. 上記切り欠き部は、単一の曲率半径の円弧を軸方向に連ねた溝形状である請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機。
6. 上記回転子鉄心は、磁性薄板の積層体であり、
   上記Ｃは、上記磁性薄板の板厚の２倍以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の永久磁石式回転電機。

Images