JP7050808B2 - 永久磁石式回転電機 - Google Patents

Description

この発明は、永久磁石が回転子鉄心に埋め込まれた永久磁石式回転電機に関する。

従来、固定子と、径方向について固定子よりも内側に設けられた回転子とを備えた永久磁石式回転電機が知られている。回転子は、外周部に一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有している。一対の永久磁石は、径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるようにＶ字形状に配置されている。固定子鉄心における一対の永久磁石の間の部分には、磁気スリットが形成されている。これにより、ｄ軸インダクタンスが減少する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４－１０４９６２号公報

しかしながら、回転子鉄心における永久磁石と磁気スリットとの間の部分に磁気飽和が生じることによって、ｑ軸インダクタンスが減少する。その結果、永久磁石式回転電機のトルクが減少するという課題があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ｑ軸インダクタンスを増加させることができる永久磁石式回転電機を提供するものである。

この発明に係る永久磁石式回転電機は、回転子と、回転子の径方向について回転子に対して外側に設けられた固定子とを備え、回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、一対の永久磁石は、回転子の軸方向に視た場合に径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、回転子鉄心における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、回転子鉄心における永久磁石と外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、ｑ軸磁路における径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ_１とし、軸方向に視た場合の永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての永久磁石の寸法をＷ_２とし、回転子鉄心における一対の永久磁石の間の部分であって径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ_４とした場合に、ｄ_１＞０．６×Ｗ_２－Ｗ_４を満たし、固定子は、先端部が回転子に対向し回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ _３ とした場合に、ｄ _３ ＜ｄ _１ を満たす。
この発明に係る永久磁石式回転電機は、回転子と、回転子の径方向について回転子に対して外側に設けられた固定子とを備え、回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、一対の永久磁石は、回転子の軸方向に視た場合に径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、回転子鉄心における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、回転子鉄心における永久磁石と外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、ｑ軸磁路における径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ _１ とし、軸方向に視た場合の永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての永久磁石の寸法をＷ _２ とし、回転子鉄心における一対の永久磁石の間の部分であって径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ _４ とし、永久磁石の残留磁束密度をＢ _ｍａｇ とし、回転子鉄心の磁化が飽和した際の磁束密度をＢ _ｓ とした場合に、ｄ _１ ＞Ｗ _２ ×Ｂ _ｍａｇ ／Ｂ _ｓ －Ｗ _４ を満たし、固定子は、先端部が回転子に対向し回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ _３ とした場合に、ｄ _３ ＜ｄ _１ を満たす。
この発明に係る永久磁石式回転電機は、回転子と、回転子の径方向について回転子に対して外側に設けられた固定子とを備え、回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、一対の永久磁石は、回転子の軸方向に視た場合に径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、回転子鉄心における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、回転子鉄心における永久磁石と外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、ｑ軸磁路における径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ _１ とし、軸方向に視た場合の永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての永久磁石の寸法をＷ _２ とし、回転子鉄心における一対の永久磁石の間の部分であって径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ _４ とした場合に、ｄ _１ ＞０．６×Ｗ _２ －Ｗ _４ を満たし、固定子は、先端部が回転子に対向し回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、固定子鉄心における周方向に隣り合う一対のティースの間の部分には、スロットが形成され、ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の最小幅寸法をｄ _３ とし、ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分に対して周方向に隣り合うスロットの部分の幅方向寸法をＷ _６ とし、外周側磁気スリットにおけるｑ軸磁路出口部分に対して周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ _５ とした場合に、ｄ _１ ＋Ｗ _５ ＜ｄ _３ ＋Ｗ _６ を満たす。
この発明に係る永久磁石式回転電機は、回転子と、回転子の径方向について回転子に対して外側に設けられた固定子とを備え、回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、一対の永久磁石は、回転子の軸方向に視た場合に径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、回転子鉄心における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、回転子鉄心における永久磁石と外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、ｑ軸磁路における径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ _１ とし、軸方向に視た場合の永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての永久磁石の寸法をＷ _２ とし、回転子鉄心における一対の永久磁石の間の部分であって径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ _４ とし、永久磁石の残留磁束密度をＢ _ｍａｇ とし、回転子鉄心の磁化が飽和した際の磁束密度をＢ _ｓ とした場合に、ｄ _１ ＞Ｗ _２ ×Ｂ _ｍａｇ ／Ｂ _ｓ －Ｗ _４ を満たし、固定子は、先端部が回転子に対向し回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、固定子鉄心における周方向に隣り合う一対のティースの間の部分には、スロットが形成され、ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の最小幅寸法をｄ _３ とし、ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分に対して周方向に隣り合うスロットの部分の幅方向寸法をＷ _６ とし、外周側磁気スリットにおけるｑ軸磁路出口部分に対して周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ _５ とした場合に、ｄ _１ ＋Ｗ _５ ＜ｄ _３ ＋Ｗ _６ を満たす。

この発明に係る永久磁石式回転電機によれば、ｑ軸磁路出口部分における磁気飽和が防がれる。その結果、ｑ軸インダクタンスを増加させることができる。

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平面図である。 図１のＡ部を示す拡大図である。 図２のＢ部を示す拡大図である。 この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。 この発明の実施の形態３に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。 図５のＣ部を示す拡大図である。 図５のティースを通る磁束を示す図である。 実施の形態３に係る永久磁石式回転電機と比較するための比較例におけるティースを通る磁束を示す図である。 この発明の実施の形態４に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。 図９のＤ部を示す拡大図である。 実施の形態４に係る永久磁石式回転電機と比較するための比較例におけるティースを通る磁束を示す図である。 この発明の実施の形態５に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。 図１２の永久磁石式回転電機における磁束の流れを示す図である。 実施の形態５に係る永久磁石式回転電機と比較するための比較例における磁束の流れを示す図である。 この発明の実施の形態６に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。

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平面図、図２は、図１のＡ部を示す拡大図である。実施の形態１に係る永久磁石式回転電機は、円環形状に形成された固定子１と、固定子１に対向して設けられた回転子２とを備えている。固定子１は、回転子２の径方向について回転子２に対して外側に設けられている。以下、径方向とは、回転子２についての径方向とし、周方向とは、回転子２についての周方向とし、軸方向とは、回転子２についての軸方向とする。

固定子１は、固定子鉄心１１と、固定子鉄心１１に設けられた複数のコイル１２とを備えている。固定子鉄心１１は、円環形状に形成されたコアバック１１１と、コアバック１１１から径方向について内側に突出する複数のティース１１２とを有している。複数のティース１１２は、周方向に等間隔に並べて配置されている。周方向に隣り合うそれぞれのティース１１２の間には、複数のスロット１１３が１個ずつ形成されている。コイル１２は、スロット１１３に設けられている。

回転子２は、円柱形状の回転子鉄心２１と、回転子鉄心２１に埋め込められた複数の永久磁石２２とを備えている。回転子鉄心２１には、一対の磁石挿入孔２１１が周方向に等間隔に複数形成されている。

一対の磁石挿入孔２１１は、軸方向に視た場合に径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に形成されている。一対の磁石挿入孔２１１のそれぞれには、永久磁石２２が１個ずつ挿入されている。一対の磁石挿入孔２１１に挿入された一対の永久磁石２２は、軸方向に視た場合に径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置されている。

回転子鉄心２１における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石２２の間の部分には、複数の外周側磁気スリット２１２が形成されている。この例では、２本の外周側磁気スリット２１２が形成されている。２本の外周側磁気スリット２１２の中の一方を第１外周側磁気スリット２１２ａとし、他方を第２外周側磁気スリット２１２ｂとする。第１外周側磁気スリット２１２ａおよび第２外周側磁気スリット２１２ｂのそれぞれは、Ｕ字形状に形成されている。第１外周側磁気スリット２１２ａおよび第２外周側磁気スリット２１２ｂのそれぞれは、両端部が径方向について外側に配置され、中間部が径方向について内側に配置されている。第２外周側磁気スリット２１２ｂは、第１外周側磁気スリット２１２ａの内側に配置されている。したがって、第１外周側磁気スリット２１２ａは、第２外周側磁気スリット２１２ｂよりも永久磁石２２に対して近くに配置されている。

固定子鉄心１１における一対の磁石挿入孔２１１の間の部分であって径方向について内側の部分には、内周側磁気スリット２１３が形成されている。

図３は、図２のＢ部を示す拡大図である。磁石挿入孔２１１における径方向について外側の部分であって永久磁石２２が挿入されていない部分を径方向外側磁気スリット２１１ａとする。また、磁石挿入孔２１１における径方向について内側の部分であって永久磁石２２が挿入されていない部分を径方向内側磁気スリット２１１ｂとする。

内周側磁気スリット２１３は、一対の磁石挿入孔２１１におけるそれぞれの径方向内側磁気スリット２１１ｂの間に配置されている。一対の磁石挿入孔２１１におけるそれぞれの径方向内側磁気スリット２１１ｂと内周側磁気スリット２１３との間にある回転子鉄心２１の部分を内側磁石間磁路２１４とする。内側磁石間磁路２１４は、回転子鉄心２１における一対の永久磁石２２の間の部分であって径方向について内側の部分の磁路となる。図３では、一方の磁石挿入孔２１１の径方向内側磁気スリット２１１ｂと内周側磁気スリット２１３との間の内側磁石間磁路２１４の部分を示している。

回転子鉄心２１における一対の永久磁石２２の間を通るとともに径方向に延びる部分をｄ軸とする。ｄ軸は、回転子鉄心２１における磁束の通り難い部分である。回転子鉄心２１における永久磁石２２と第１外周側磁気スリット２１２ａとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成されている。ｑ軸磁路における径方向について外側の部分をｑ軸磁路出口部分２１５とする。ｑ軸磁路は、回転子鉄心２１におけるｑ軸の磁束が通る部分である。

ｑ軸磁路出口部分２１５の幅方向寸法をｄ₁とする。軸方向に視た場合の永久磁石２２の磁化方向に対する垂直方向についての永久磁石２２の寸法をＷ₂とする。内側磁石間磁路２１４の幅方向寸法の半分の寸法をＷ₄とする。永久磁石２２の残留磁束密度をＢ_magとする。回転子鉄心２１の磁化が飽和した際の磁束密度をＢ_sとする。この場合に、ｄ₁＞Ｗ₂×Ｂ_mag／Ｂ_s－Ｗ₄を満たすように回転子２が形成されている。

永久磁石２２の総磁束量は、Ｗ₂×Ｂ_magと表される。一対の径方向内側磁気スリット２１１ｂにおける一方の径方向内側磁気スリット２１１ｂと内周側磁気スリット２１３との間の漏れ磁束は、Ｗ₄×Ｂ_sと表される。したがって、ｑ軸磁路出口部分２１５を通る磁束は、Ｗ₂×Ｂ_mag－Ｗ₄×Ｂ₂と表される。これにより、ｑ軸磁路出口部分２１５の磁束密度は、（Ｗ₂×Ｂ_mag－Ｗ₄×Ｂ₂）／ｄ₁と表される。その結果、ｑ軸磁路出口部分２１５の磁気飽和を防ぐためには、回転子鉄心２１の磁化が飽和した際の磁束密度Ｂ_sよりもｑ軸磁路出口部分２１５の磁束密度（Ｗ₂×Ｂ_mag－Ｗ₄×Ｂ₂）／ｄ₁が低くなるようにすればよい。

現実的な設計を行った場合に、Ｂ_magは、１．１５（Ｔ）～１．３０（Ｔ）となり、Ｂ_sは、１．７（Ｔ）～１．９（Ｔ）となる。これにより、Ｂ_mag／Ｂ_s＞０．６０となる。したがって、ｄ₁＞０．６×Ｗ₂－Ｗ₄を満たすように回転子２が形成されている。

以上説明したように、この発明の実施の形態１に係る永久磁石式回転電機によれば、ｄ₁＞０．６×Ｗ₂－Ｗ₄が満たされる。これにより、ｑ軸磁路出口部分２１５における磁気飽和が防がれる。その結果、ｑ軸インダクタンスを大きくすることができる。したがって、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクを大きくすることができる。

また、回転子鉄心２１における一対の永久磁石２２の間の部分には、複数の外周側磁気スリット２１２が形成されている。これにより、外周側磁気スリット２１２が電機子磁束を遮ることによる磁気抵抗の増加を抑制するとともに、ｄ軸インダクタンスを低下させることができる。その結果、永久磁石式回転電機の突極比を増加させることができる。したがって、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクを増加させることができる。

実施の形態２．
図４は、この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。回転子鉄心２１における永久磁石２２と第１外周側磁気スリット２１２ａとの間の部分であって、最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ₂とする。この例では、ｄ₁＞ｄ₂とする。軸方向に視た場合の永久磁石２２の磁化方向に対する垂直方向について、永久磁石２２における第１外周側磁気スリット２１２ａと最も近い部分である最接近部分２２ａと永久磁石２２における径方向について内側の部分２２ｂとの間の寸法をＷ₃とする。この場合に、ｄ₂＞Ｗ₃×Ｂ_mag／Ｂ_s－Ｗ₄を満たすように回転子２が形成されている。言い換えれば、ｄ₂＞０．６×Ｗ₃－Ｗ₄を満たすように回転子２が形成されている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態２に係る永久磁石式回転電機によれば、ｄ₂＞Ｗ₃×Ｂ_mag／Ｂ_s－Ｗ₄が満たされる。これにより、回転子鉄心２１における永久磁石２２と第１外周側磁気スリット２１２ａとの間の部分の磁気飽和が防がれる。その結果、ｑ軸インダクタンスを低下させることなく、第１外周側磁気スリット２１２ａを大きくすることができる。したがって、ｑ軸インダクタンスを低下させることなく、ｄ軸インダクタンスを低下させることができる。その結果、永久磁石式回転電機の突極比を増加させることができる。

実施の形態３．
図５は、この発明の実施の形態３に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図、図６は、図５のＣ部を示す拡大図である。ティース１１２における最も幅方向寸法が小さい部分における幅方向寸法をｄ₃とする。第１外周側磁気スリット２１２ａにおけるｑ軸磁路出口部分２１５に対して周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ₅とする。この場合に、ｄ₃＞Ｗ₅を満たすように永久磁石式回転電機が形成されている。その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２と同様である。

図７は、図５のティース１１２を通る磁束を示す図、図８は、実施の形態３に係る永久磁石式回転電機と比較するための比較例におけるティース１１２を通る磁束を示す図である。ｄ₃＞Ｗ₅を満たすように第１外周側磁気スリット２１２ａを形成した場合には、第１外周側磁気スリット２１２ａにおけるｑ軸磁路出口部分２１５に対して周方向に隣り合う部分がティース１１２と対向する場合であっても、ティース１１２を通る磁束φがｑ軸磁路を通る。これにより、ティース１１２を通る磁束φが第１外周側磁気スリット２１２ａによって妨げられることが抑制される。その結果、永久磁石式回転電機のトルクの減少が低減される。

一方、ｄ₃≦Ｗ₅を満たすように第１外周側磁気スリット２１２ｃを形成した場合には、第１外周側磁気スリット２１２ｃにおけるｑ軸磁路出口部分２１５に対して周方向に隣り合う部分がティース１１２と対向する場合に、ティース１１２を通る磁束φがｑ軸磁路を通らない。これにより、ティース１１２を通る磁束φが第１外周側磁気スリット２１２ａによって妨げられる。その結果、ｑ軸磁路の磁気抵抗が増加する。したがって、永久磁石式回転電機のトルクが減少する。

以上説明したように、この発明の実施の形態３に係る永久磁石式回転電機によれば、ｄ₃＞Ｗ₅を満たす。これにより、永久磁石式回転電機のトルクの減少を低減させることができる。

実施の形態４．
図９は、この発明の実施の形態４に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図、図１０は、図９のＤ部を示す拡大図である。ｑ軸磁路出口部分２１５の幅方向寸法をｄ₁とする。ティース１１２における最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ₃とする。この場合に、ｄ₃＜ｄ₁を満たすように永久磁石式回転電機が形成されている。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態３までの何れかと同様である。

ｄ₃＜ｄ₁を満たすように永久磁石式回転電機を形成した場合には、電機子磁束φ_Aおよびマグネット磁束φ_Mによるｑ軸磁路出口部分２１５における磁気飽和が抑制される。図１１は、実施の形態４に係る永久磁石式回転電機と比較するための比較例におけるティース１１２を通る磁束を示す図である。ｄ₃≧ｄ₂を満たすように永久磁石式回転電機を形成した場合には、電機子磁束φ_Aおよびマグネット磁束φ_Mによるｑ軸磁路出口部分２１５における磁気飽和が生じる。これにより、回転子鉄心２１における磁気抵抗が増加する。

以上説明したように、この発明の実施の形態４に係る永久磁石式回転電機によれば、ｄ₃＜ｄ₁を満たす。これにより、電機子磁束φ_Aおよびマグネット磁束φ_Mによるｑ軸磁路出口部分２１５における磁気飽和を抑制することができる。その結果、回転子鉄心２１の磁気抵抗の増加を抑制することができる。

実施の形態５．
図１２は、この発明の実施の形態５に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。ティース１１２における最も幅方向寸法が小さいである最小幅部分１１４の幅方向寸法をｄ₃とする。ティース１１２における最小幅部分１１４に対して周方向に隣り合うスロット１１３の部分の幅方向寸法をＷ₆とする。第１外周側磁気スリット２１２ａにおけるｑ軸磁路出口部分２１５に対して周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ₅とする。この場合に、ｄ₁＋Ｗ₅＜ｄ₃＋Ｗ₆を満たすように、永久磁石式回転電機が形成されている。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態４までの何れかと同様である。

図１３は、図１２の永久磁石式回転電機における磁束の流れを示す図である。ｄ₁＋Ｗ₅＜ｄ₃＋Ｗ₆を満たすように永久磁石式回転電機を形成した場合には、電機子磁束φ_Aは、回転子鉄心２１における周方向について第１外周側磁気スリット２１２ａの両方に隣り合う部分を通ることができる。これにより、回転子鉄心２１における磁気抵抗の低下が抑制される。その結果、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクの低下が抑制される。

図１４は、実施の形態５に係る永久磁石式回転電機と比較するための比較例における磁束の流れを示す図である。図１４では、ｄ₁＋Ｗ₅＞ｄ₃＋Ｗ₆を満たすように永久磁石式回転電機が形成されている。ｄ₁＋Ｗ₅＞ｄ₃＋Ｗ₆を満たすように永久磁石式回転電機を形成した場合には、電機子磁束φ_Aは、回転子鉄心２１における第１外周側磁気スリット２１２ａと第２外周側磁気スリット２１２ｂとの間を通ることができない。また、この場合には、電機子磁束φ_Aは、回転子鉄心２１における第１外周側磁気スリット２１２ａと永久磁石２２との間を通る。言い換えれば、電機子磁束φ_Aは、回転子鉄心２１における周方向について第１外周側磁気スリット２１２ａの一方に隣り合う部分にのみ通ることができる。これにより、回転子鉄心２１における磁気抵抗が低下する。その結果、回転子２の回転角に応じて回転子鉄心２１における磁気抵抗が低下する。したがって、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクが低下する。

以上説明したように、この発明の実施の形態５に係る永久磁石式回転電機によれば、ｄ₁＋Ｗ₅＜ｄ₃＋Ｗ₆を満たす。これにより、回転子鉄心２１における磁気抵抗の低下を抑抑制することができる。その結果、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクの低下を抑制することができる。

実施の形態６．
図１５は、この発明の実施の形態６に係る永久磁石式回転電機の要部を示す平面図である。回転子鉄心２１の外周面であって外周側磁気スリット２１２に対して径方向に隣り合う部分には、溝２１６が形成されている。回転子鉄心２１に溝２１６が形成されることによって、回転子鉄心２１が軽量化される。

ティース１１２における最も幅方向寸法が小さいである最小幅部分１１４の幅方向寸法をｄ₃とする。第１外周側磁気スリット２１２ａにおけるｑ軸磁路出口部分２１５に対して周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ₅とする。この場合に、ｄ軸を中心として周方向について±ｄ₃／２の範囲内にある外周側磁気スリット２１２は、ｄ₃＞Ｗ₅を満たす必要はない。その他の構成は、実施の形態１から実施の形態５までの何れかと同様である。

以上説明したように、この発明の実施の形態６に係る永久磁石式回転電機によれば、回転子鉄心２１の外周面であって外周側磁気スリット２１２に対して径方向に隣り合う部分には、溝２１６が形成されている。これにより、回転子２が高回転する場合に、遠心力によって回転子鉄心２１に作用する応力を低減させることができる。

また、ｄ軸を中心として周方向について±ｄ₃／２の範囲内にある外周側磁気スリット２１２が形成される磁路は、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクに寄与することが小さい。したがって、外周側磁気スリット２１２におけるｑ軸磁路出口部分２１５に対して周方向に隣り合う部分の幅方向寸法Ｗ₅をティース１１２の最小幅部分１１４の幅方向寸法ｄ₃よりも大きくしても、永久磁石式回転電機のリラクタンストルクに与える影響が小さい。

なお、各上記実施の形態では、固定子鉄心１１における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石２２の間の部分に２本の外周側磁気スリット２１２が形成された構成について説明した。これに対して、固定子鉄心１１における径方向について外側の部分であって一対の永久磁石２２の間の部分に１本の外周側磁気スリット２１２が形成された構成、または、３本以上の外周側磁気スリット２１２が形成された構成であってもよい。

１ 固定子、２ 回転子、１１ 固定子鉄心、１２ コイル、２１ 回転子鉄心、２２ 永久磁石、２２ａ 最接近部分、１１１ コアバック、１１２ ティース、１１３ スロット、１１４ 最小幅部分、２１ 回転子鉄心、２２ 永久磁石、２１１ 磁石挿入孔、２１１ａ 径方向外側磁気スリット、２１１ｂ 径方向内側磁気スリット、２１２ 外周側磁気スリット、２１２ａ 第１外周側磁気スリット、２１２ｂ 第２外周側磁気スリット、２１３ 内周側磁気スリット、２１４ 内側磁石間磁路、２１５ ｑ軸磁路出口部分、２１６ 溝。

Claims (9)

1. 回転子と、
   前記回転子の径方向について前記回転子に対して外側に設けられた固定子と
   を備え、
   前記回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の前記磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、
   一対の前記永久磁石は、前記回転子の軸方向に視た場合に前記径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、
   前記回転子鉄心における前記径方向について外側の部分であって一対の前記永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、
   前記回転子鉄心における前記永久磁石と前記外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、
   前記ｑ軸磁路における前記径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ_１とし、前記軸方向に視た場合の前記永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての前記永久磁石の寸法をＷ_２とし、前記回転子鉄心における一対の前記永久磁石の間の部分であって前記径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ_４とした場合に、
   ｄ_１＞０．６×Ｗ_２－Ｗ_４
   を満たし、
   前記固定子は、先端部が前記回転子に対向し前記回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、
   前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ _３ とした場合に、
   ｄ _３ ＜ｄ _１
   を満たす永久磁石式回転電機。
2. 回転子と、
   前記回転子の径方向について前記回転子に対して外側に設けられた固定子と
   を備え、
   前記回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の前記磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、
   一対の前記永久磁石は、前記回転子の軸方向に視た場合に前記径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、
   前記回転子鉄心における前記径方向について外側の部分であって一対の前記永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、
   前記回転子鉄心における前記永久磁石と前記外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、
   前記ｑ軸磁路における前記径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ_１とし、前記軸方向に視た場合の前記永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての前記永久磁石の寸法をＷ_２とし、前記回転子鉄心における一対の前記永久磁石の間の部分であって前記径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ_４とし、前記永久磁石の残留磁束密度をＢ_ｍａｇとし、前記回転子鉄心の磁化が飽和した際の磁束密度をＢ_ｓとした場合に、
   ｄ_１＞Ｗ_２×Ｂ_ｍａｇ／Ｂ_ｓ－Ｗ_４
   を満たし、
   前記固定子は、先端部が前記回転子に対向し前記回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、
   前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ _３ とした場合に、
   ｄ _３ ＜ｄ _１
   を満たす永久磁石式回転電機。
3. 前記回転子鉄心における前記永久磁石と前記外周側磁気スリットとの間の部分であって最も幅方向寸法が小さい部分の幅方向寸法をｄ_２とし、前記軸方向に視た場合の前記永久磁石の磁化方向に対する垂直方向について、前記永久磁石における前記外周側磁気スリットと最も近い部分である最接近部分と前記永久磁石における前記径方向について内側の部分との間の寸法をＷ_３とした場合に、
   ｄ_２＞Ｗ_３×Ｂ_ｍａｇ／Ｂ_ｓ－Ｗ_４
   を満たす請求項２に記載の永久磁石式回転電機。
4. 前記外周側磁気スリットにおける前記ｑ軸磁路出口部分に対して前記周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ_５とした場合に、
   ｄ_３＞Ｗ_５
   を満たす請求項１から請求項３までの何れか一項に記載の永久磁石式回転電機。
5. 前記固定子鉄心における前記周方向に隣り合う一対の前記ティースの間の部分には、スロットが形成され、
   前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分に対して前記周方向に隣り合う前記スロットの部分の幅方向寸法をＷ_６とし、前記外周側磁気スリットにおける前記ｑ軸磁路出口部分に対して前記周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ_５とした場合に、
   ｄ_１＋Ｗ_５＜ｄ_３＋Ｗ_６
   を満たす請求項１から請求項４までの何れか一項に記載の永久磁石式回転電機。
6. 前記回転子鉄心の外周面であって前記外周側磁気スリットに対して前記径方向に隣り合う部分には、溝が形成されている請求項１から請求項５までの何れか一項に記載の永久磁石式回転電機。
7. 前記回転子鉄心における一対の前記永久磁石の間の部分には、複数の前記外周側磁気スリットが形成されている請求項１から請求項６までの何れか一項に記載の永久磁石式回転電機。
8. 回転子と、
   前記回転子の径方向について前記回転子に対して外側に設けられた固定子と
   を備え、
   前記回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の前記磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、
   一対の前記永久磁石は、前記回転子の軸方向に視た場合に前記径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、
   前記回転子鉄心における前記径方向について外側の部分であって一対の前記永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、
   前記回転子鉄心における前記永久磁石と前記外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、
   前記ｑ軸磁路における前記径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ_１とし、前記軸方向に視た場合の前記永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての前記永久磁石の寸法をＷ_２とし、前記回転子鉄心における一対の前記永久磁石の間の部分であって前記径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ_４とした場合に、
   ｄ_１＞０．６×Ｗ_２－Ｗ_４
   を満たし、
   前記固定子は、先端部が前記回転子に対向し前記回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、
   前記固定子鉄心における前記周方向に隣り合う一対の前記ティースの間の部分には、スロットが形成され、
   前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の最小幅寸法をｄ _３ とし、前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分に対して前記周方向に隣り合う前記スロットの部分の幅方向寸法をＷ _６ とし、前記外周側磁気スリットにおける前記ｑ軸磁路出口部分に対して前記周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ _５ とした場合に、
   ｄ _１ ＋Ｗ _５ ＜ｄ _３ ＋Ｗ _６
   を満たす永久磁石式回転電機。
9. 回転子と、
   前記回転子の径方向について前記回転子に対して外側に設けられた固定子と
   を備え、
   前記回転子は、一対の磁石挿入孔が形成された回転子鉄心と、一対の前記磁石挿入孔のそれぞれに挿入された一対の永久磁石とを有し、
   一対の前記永久磁石は、前記回転子の軸方向に視た場合に前記径方向について外側に向かうにつれて互いに離れるＶ字形状に配置され、
   前記回転子鉄心における前記径方向について外側の部分であって一対の前記永久磁石の間の部分には、外周側磁気スリットが形成され、
   前記回転子鉄心における前記永久磁石と前記外周側磁気スリットとの間の部分には、ｑ軸磁路が形成され、
   前記ｑ軸磁路における前記径方向について外側の部分であるｑ軸磁路出口部分の幅方向寸法をｄ_１とし、前記軸方向に視た場合の前記永久磁石の磁化方向に対する垂直方向についての前記永久磁石の寸法をＷ_２とし、前記回転子鉄心における一対の前記永久磁石の間の部分であって前記径方向について内側の部分の磁路である内側磁石間磁路の幅方向寸法の半分の寸法をＷ_４とし、前記永久磁石の残留磁束密度をＢ_ｍａｇとし、前記回転子鉄心の磁化が飽和した際の磁束密度をＢ_ｓとした場合に、
   ｄ_１＞Ｗ_２×Ｂ_ｍａｇ／Ｂ_ｓ－Ｗ_４
   を満たし、
   前記固定子は、先端部が前記回転子に対向し前記回転子の周方向について並べられた複数のティースを有する固定子鉄心を有し、
   前記固定子鉄心における前記周方向に隣り合う一対の前記ティースの間の部分には、スロットが形成され、
   前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分の最小幅寸法をｄ _３ とし、前記ティースにおける最も幅方向寸法が小さい部分に対して前記周方向に隣り合う前記スロットの部分の幅方向寸法をＷ _６ とし、前記外周側磁気スリットにおける前記ｑ軸磁路出口部分に対して前記周方向に隣り合う部分の幅方向寸法をＷ _５ とした場合に、
   ｄ _１ ＋Ｗ _５ ＜ｄ _３ ＋Ｗ _６
   を満たす永久磁石式回転電機。

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