JP7433419B2 - ロータ、モータ、圧縮機、空気調和装置およびロータの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、ロータ、モータ、圧縮機、空気調和装置およびロータの製造方法に関する。

永久磁石埋込型のロータでは、ロータコアに形成された磁石挿入孔内に永久磁石が配置されている。磁石挿入孔には、永久磁石の位置を規制する突起が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００９－２４７１３１号公報（図１参照）

一方、モータの負荷が大きい場合など、ステータコイルに大きな電流が流れた場合には、ステータからの磁束によって永久磁石の減磁が生じる場合がある。磁石挿入孔に突起を設けると、ステータからの磁束が突起を経由して永久磁石に流れやすくなり、永久磁石の減磁が生じ易くなる。

本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、永久磁石の減磁を抑制することを目的とする。

本開示のロータは、磁石挿入孔を有し、軸線を中心とする環状のロータコアと、磁石挿入孔に、軸線を中心とする周方向の中心を挟んで両側に配置され、軸線に直交する面において厚さおよび幅を有する平板状の２つの永久磁石とを備える。各永久磁石の幅によって幅方向が規定され、各永久磁石の厚さによって厚さ方向が規定される。磁石挿入孔は、周方向の各端部における厚さ方向の開口寸法Ｔ１が、周方向の中心側におけるにおける厚さ方向の開口寸法Ｔ２よりも小さくなるように、幅方向に対して傾斜した部分を有する。磁石挿入孔は、軸線を中心とする径方向の外側の外側端辺と、径方向の内側の内側端辺とを有する。内側端辺は、磁石挿入孔の開口寸法Ｔ２となる位置を超えて、周方向の中心に向けてさらに延在する。

本開示によれば、磁石挿入孔の開口寸法Ｔ１の部分で永久磁石が保持されるため、磁石挿入孔内に永久磁石を位置決めするための突起を形成する必要がない。そのため、ステータからの磁束が突起に流れること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のモータを示す断面図である。 実施の形態１のロータを示す断面図である。 実施の形態１のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１のロータコアの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１の磁石挿入孔におけるロータコアと永久磁石との当接状態を説明するための模式図である。 実施の形態１の磁石挿入孔を拡大して示す断面図である。 実施の形態１のロータの製造工程を示す図である。 実施の形態１の永久磁石の挿入工程を示す図である。 実施の形態１の永久磁石の挿入工程を説明するための模式図（Ａ）～（Ｃ）である。 比較例１のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１と比較例１とでステータコイルへの鎖交磁束量を比較して示す図である。 実施の形態１と比較例１とで３％減磁電流を比較して示す図である。 実施の形態１の変形例のロータの一部を拡大して示す図である。 実施の形態２のモータを示す断面図である。 実施の形態２のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態２のロータコアの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態２の磁石挿入孔を拡大して示す断面図である。 実施の形態２の永久磁石の挿入工程を説明するための模式図（Ａ）～（Ｃ）である。 比較例２のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態２の変形例のロータの一部を拡大して示す図である。 実施の形態３のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態３のロータコアの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態３の変形例のロータの一部を拡大して示す断面図である。 各実施の形態のモータが適用可能な圧縮機を示す断面図である。 図２４の圧縮機を有する空気調和装置を示す図である。

実施の形態１．
＜モータの構成＞
まず、実施の形態１のモータ１００について説明する。図１は、実施の形態１のモータ１００を示す横断面図である。モータ１００は、ロータ１に永久磁石２０が埋め込まれた永久磁石埋込型モータであり、例えば圧縮機３００（図２４）に用いられる。

モータ１００は、回転可能なロータ１と、ロータ１を囲むステータ５とを有する。ステータ５とロータ１との間には、例えば０．３～１．０ｍｍのエアギャップが形成されている。ステータ５は、圧縮機３００の一部である円筒状のシェル６に固定されている。

以下では、ロータ１の回転軸である軸線Ｃ１の方向を、「軸方向」と称する。軸線Ｃ１を中心とする周方向を、「周方向」と称する。軸線Ｃ１を中心とする半径方向を、「径方向」と称する。ロータ１の回転方向は、図１における反時計回りとし、図１等に矢印Ｒ１で示す。

＜ステータの構成＞
ステータ５は、ステータコア５０と、ステータコア５０に巻き付けられたコイル５５とを有する。ステータコア５０は、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。鋼板は、例えば電磁鋼板である。鋼板の板厚は、例えば０．１～０．７ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。

ステータコア５０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク５１と、ヨーク５１から径方向内側に延在する複数のティース５２とを有する。ヨーク５１の外周は、シェル６の内側に固定されている。

ティース５２は、周方向に一定間隔で形成されている。ティース５２の数は、ここでは９であるが、３以上であればよい。隣り合うティース５２の間には、コイル５５を収容するスロットが形成される。ステータコア５０のティース５２には、絶縁部５４を介して、コイル５５が巻き付けられている。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いる。

ステータコア５０は、ティース５２毎に分割された複数の分割コア５０Ａを有する。分割コア５０Ａの数は、例えば９である。これらの分割コア５０Ａは、ヨーク５１に形成された分割面５８で接合され、周方向に連結されている。なお、ステータコア５０は、複数の分割コア５０Ａを連結した構成に限定されるものではない。

絶縁部５４は、ステータコア５０とコイル５５との間に設けられる。絶縁部５４は、例えば、ステータコア５０の軸方向端部に配置されたインシュレータと、スロットの内面に配置された絶縁フィルムとで構成される。

コイル５５は、例えばマグネットワイヤで構成され、絶縁部５４を介してティース５２に巻き付けられている。コイル５５の線径は、例えば０．８ｍｍである。コイル５５は、各ティース５２に、集中巻により例えば７０ターン巻かれている。なお、コイル５５の線径およびターン数は、要求される回転数、トルク、印加電圧あるいはスロットの断面積に応じて決定される。

ヨーク５１には、カシメ部５６，５７が形成されている。カシメ部５６，５７は、ステータコア５０を構成する複数の鋼板を軸方向に固定するものである。カシメ部５６は、ティース５２の周方向中心を通る径方向の直線上に形成され、カシメ部５７は、当該直線を挟んで周方向に対称な２箇所に形成されている。但し、カシメ部５６，５７の数および配置は、適宜変更することができる。

ヨーク５１の外周には、凹部５９が形成されている。凹部５９とシェル６との間には、圧縮機３００における冷媒の通路が形成される。

＜ロータの構成＞
図２は、ロータ１を示す断面図である。ロータ１は、軸線Ｃ１を中心とする環状のロータコア１０と、ロータコア１０に取り付けられた永久磁石２０と、ロータコア１０の内周１０ｂに固定されたシャフト２５とを有する。シャフト２５の中心軸線は、上述した軸線Ｃ１である。

ロータコア１０は、鋼板を軸方向に積層し、カシメ等で一体化したものである。鋼板は、例えば電磁鋼板である。鋼板の板厚は、例えば０．１～０．７ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。ロータコア１０の内周１０ｂには、シャフト２５が焼嵌または圧入によって固定されている。

ロータコア１０の外周１０ａに沿って、複数の磁石挿入孔１１が形成されている。複数の磁石挿入孔１１は、周方向に等間隔に形成されている。磁石挿入孔１１は、ロータコア１０の軸方向の一端から他端まで達している。磁石挿入孔１１は、軸線Ｃ１に直交する面内で直線状に延在している。但し、磁石挿入孔１１は、Ｖ字状であってもよい（図１４参照）。

各磁石挿入孔１１には、永久磁石２０が１つずつ配置されている。各磁石挿入孔１１は、１磁極に相当する。磁石挿入孔１１の数は、ここでは６であり、従って磁極数は６である。但し、磁極数は６に限定されるものではなく、２以上であればよい。周方向に隣り合う永久磁石２０は、径方向外側に、互いに反対の極を有する。

永久磁石２０は、平板状の部材である。永久磁石２０は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびボロン（Ｂ）を含有するネオジウム希土類磁石で構成されている。

ネオジウム希土類磁石は、温度上昇と共に保磁力が低下する性質を有する。モータ１００が圧縮機３００に用いられる場合、永久磁石２０の温度は１００℃以上に達し、保磁力は温度に応じて－０．５～－０．６％／Ｋの低下率で低下する。そのため、永久磁石２０にディスプロシウム（Ｄｙ）を添加して、保磁力を向上してもよい。

但し、Ｄｙを添加すると、永久磁石２０の残留磁束密度が低下する。残留磁束密度が低下すると、モータ１００のマグネットトルクが低下し、所望のトルクを発生するために必要な電流が増加し、その結果、銅損が増加する。モータ効率向上のためには、Ｄｙの添加量ができるだけ少ないことが望ましい。

磁石挿入孔１１の径方向内側には、冷媒の通路となる穴部１９が形成されている。穴部１９は、ここでは極間に対応する位置に形成されているが、穴部１９の配置は任意である。また、ロータコア１０に穴部１９を設けない構成も可能である。

磁石挿入孔１１の周方向の中心は、極中心Ｐである。極中心Ｐを通る径方向の直線を、磁極中心線と称する。隣り合う磁極の間は、極間Ｍである。磁石挿入孔１１は、磁極中心線に直交する方向に延在している。

磁石挿入孔１１の径方向外側には、スリット１７が形成されている。スリット１７は、永久磁石２０からステータ５に向かう磁束の分布を滑らかにし、トルク脈動を抑制するためのものである。ここでは７本のスリット１７が極中心Ｐに対して対称に形成されているが、スリット１７の数および配置は任意である。また、ロータコア１０にスリット１７を設けない構成も可能である。

磁石挿入孔１１の周方向の一方の側には、空隙１２が形成されている。磁石挿入孔１１の周方向の他方の側には、空隙１３が形成されている。空隙１２は、ロータ１の回転方向における上流側に位置し、空隙１３は、ロータ１の回転方向における下流側に位置する。空隙１２は第１の空隙とも称し、空隙１３は第２の空隙とも称する。

図３は、ロータ１の１磁極に対応する領域、すなわち１つの磁石挿入孔１１を含む領域を示す図である。永久磁石２０は、径方向外側の磁極面２０ａと、径方向内側の磁極面２０ｂと、周方向の両端面２０ｃとを有する。磁極面２０ａは第１磁極面とも称し、磁極面２０ｂは第２磁極面とも称する。磁極面２０ａ，２０ｂは、磁極中心線に直交する方向に延在している。

永久磁石２０は平板状であり、軸方向に長さを有し、軸方向に直交する面において厚さおよび幅を有する。永久磁石２０の軸方向長さは、例えば３０～４０ｍｍである。永久磁石２０の厚さは、例えば２ｍｍである。永久磁石２０の幅は、例えば２０ｍｍである。

永久磁石２０の厚さ方向を、磁石厚さ方向Ｔと称する。磁石厚さ方向Ｔは、永久磁石２０の磁化方向である。磁石厚さ方向Ｔは、また、永久磁石２０の磁極面２０ａに直交する方向と言うこともできる。実施の形態１では、磁石厚さ方向Ｔは、磁極中心線と平行である。

永久磁石２０の幅方向を、磁石幅方向Ｗと称する。磁石幅方向Ｗは、軸方向に直交する面内で磁極面２０ａと平行な方向である。また、磁石挿入孔１１の延在方向は、磁石幅方向Ｗと一致している。実施の形態１では、磁石幅方向Ｗは、磁極中心線に直交している。

なお、永久磁石２０の磁極面２０ａと端面２０ｃとの間の角部、および磁極面２０ｂと端面２０ｃとの間の角部は、磁石挿入孔１１への挿入時に周囲と接触して欠けるのを抑制するため、丸められている（Ｒが付けられている）ことが望ましい。

図４は、ロータコア１０の１磁極に対応する領域を示す図である。磁石挿入孔１１は、径方向外側の外側端辺１１ａと、径方向内側の内側端辺１１ｂとを有する。外側端辺１１ａは、磁極中心線に直交する方向に直線状に延在している。一方、内側端辺１１ｂは、外側端辺１１ａに対して傾斜して延在している。

磁石厚さ方向Ｔにおける磁石挿入孔１１の寸法を、開口寸法と称する。開口寸法は、外側端辺１１ａと内側端辺１１ｂとの磁石厚さ方向Ｔの距離でもある。磁石挿入孔１１の空隙１２側の端部を端部Ｅ１と称し、磁石挿入孔１１の空隙１３側の端部を端部Ｅ２と称する。

磁石挿入孔１１の空隙１２側の端部Ｅ１での開口寸法Ｔ１は、磁石挿入孔１１の空隙１３側の端部Ｅ２での開口寸法Ｔ２よりも小さい（Ｔ１＜Ｔ２）。

具体的には、磁石挿入孔１１の空隙１２側の端部Ｅ１での開口寸法Ｔ１は、２．０５ｍｍであり、磁石挿入孔１１の空隙１３側の端部Ｅ２での開口寸法Ｔ２は、２．２ｍｍである。

なお、開口寸法Ｔ１は、磁石挿入孔１１の磁石幅方向Ｗの一端における開口寸法に相当する。一方、開口寸法Ｔ２は、磁石挿入孔１１の磁石幅方向Ｗの当該一端から永久磁石２０の幅だけ離間した位置（ここでは端部Ｅ２）における開口寸法に相当する。

図３に示したように、磁石挿入孔１１の空隙１３側の端部Ｅ２では、磁石挿入孔１１の内側端辺１１ｂと永久磁石２０の磁極面２０ｂとの間に隙間が生じる。隙間は、例えば０．２ｍｍである。

一方、磁石挿入孔１１の空隙１２側の端部Ｅ１では、永久磁石２０が磁石挿入孔１１に軽圧入された状態となる。

図５は、磁石挿入孔１１の空隙１２側の端部Ｅ１における、磁石挿入孔１１と永久磁石２０との軽圧入状態を示す模式図である。ロータコア１０は、複数の鋼板１１０を軸方向に積層したものであり、積層方向に平行な断面で見ると、鋼板１１０の端辺の位置にはずれが生じる。

そのため、磁石挿入孔１１の内側端辺１１ｂと永久磁石２０の磁極面２０ｂとの間には、平均で例えば０．０５ｍｍの隙間があり、何枚かの鋼板１１０の端縁は永久磁石２０の磁極面２０ｂに当接している。このような状態を、永久磁石２０が磁石挿入孔１１に軽圧入された状態と称する。これにより、永久磁石２０は、磁石挿入孔１１の空隙１２側の端部Ｅ１で保持される。

図６は、磁石挿入孔１１とその周囲を拡大して示す図である。外側端辺１１ａと平行な仮想線を、直線Ｌ１と称する。また、図６では、内側端辺１１ｂを延長した直線を、直線Ｌ２で表している。内側端辺１１ｂは、直線Ｌ１に対して角度αだけ傾斜している。言い換えると、内側端辺１１ｂは、外側端辺１１ａに対して角度αだけ傾斜している。

空隙１２は、磁石挿入孔１１の外側端辺１１ａの端部から延在する外側端辺１２ａと、内側端辺１１ｂの端部から延在する内側端辺１２ｂと、内側端辺１２ｂの端部から延在する極間端辺１２ｃと、外側端辺１２ａおよび極間端辺１２ｃの端部同士を結ぶように延在する外周端辺１２ｄとを有する。

図６では、内側端辺１２ｂを延長した直線を、直線Ｌ３で表している。内側端辺１２ｂは、直線Ｌ１に対し、角度αよりも大きい角度βだけ傾斜している。そのため、内側端辺１１ｂと内側端辺１２ｂとの境界を端点Ｂ１とすると、永久磁石２０は端点Ｂ１よりも空隙１２側には移動しない。すなわち、端点Ｂ１において、永久磁石２０の磁石幅方向Ｗの位置が規制される。

空隙１２の外側端辺１２ａは、磁極中心線と平行に延在する。極間端辺１２ｃは、極間Ｍを通る径方向の直線と平行に延在する。外周端辺１２ｄは、ロータコア１０の外周に沿って延在する。但し、これらの端辺１２ａ，１２ｃ，１２ｄの延在方向は、ここで説明した例に限定されるものではない。

空隙１３は、磁石挿入孔１１の外側端辺１１ａの端部から延在する外側端辺１３ａと、内側端辺１１ｂの端部から延在する内側端辺１３ｂと、内側端辺１３ｂの端部から延在する極間端辺１３ｃと、外側端辺１３ａおよび極間端辺１３ｃの端部同士を結ぶ外周端辺１３ｄとを有する。

内側端辺１１ｂと内側端辺１３ｂとの境界を端点Ｂ２とすると、内側端辺１３ｂは、端点Ｂ２から、内側端辺１１ｂと同一直線状に延在する。後述する永久磁石２０の挿入工程において、永久磁石２０を磁石挿入孔１１の端部Ｅ２から空隙１３側にはみ出すように挿入し、その後、端部Ｅ１に向けて移動させることができる。

空隙１３の外側端辺１３ａは、磁極中心線に平行に延在する。極間端辺１３ｃは、極間Ｍを通る径方向の直線に平行に延在する。外周端辺１３ｄは、ロータコア１０の外周に沿って延在する。但し、これらの端辺１３ａ，１３ｃ，１３ｄの延在方向は、ここで説明した例に限定されるものではない。

磁石挿入孔１１の開口寸法Ｔ１の狭い端部Ｅ１は、ロータ１の回転方向の上流側に位置することが望ましい。ロータ１の回転時には、磁石挿入孔１１内の永久磁石２０には、回転方向と逆方向の慣性力が作用する。この慣性力によって永久磁石２０が磁石挿入孔１１の端部Ｅ１側に付勢され、より強く圧入される。

＜ロータの製造方法＞
次に、ロータ１の製造方法について説明する。図７は、ロータ１の製造方法を示すフローチャートである。まず、図２に示した平面形状に打ち抜かれた複数の鋼板を軸方向に積層する。積層した鋼板をカシメ等により一体に固定することにより、ロータコア１０を形成する（ステップＳ１０）。次に、ロータコア１０の磁石挿入孔１１に、永久磁石２０を挿入する（ステップＳ２０）。

図８は、永久磁石２０の挿入工程を示すフローチャートである。図９（Ａ）～（Ｃ）は、永久磁石２０の挿入工程を示す模式図である。図９（Ａ）に示すように、磁石挿入孔１１は、空隙１２側の端部Ｅ１における開口寸法Ｔ１が、空隙１３側の端部Ｅ２における開口寸法Ｔ２よりも小さい。

まず、図９（Ｂ）に示すように、永久磁石２０を磁石挿入孔１１の開口寸法の広い端部Ｅ２側すなわち空隙１３側に挿入する（ステップＳ２１）。永久磁石２０は、空隙１３側にはみ出すように、磁石挿入孔１１に挿入される。

次に、図９（Ｃ）に矢印Ａで示すように、永久磁石２０を磁石挿入孔１１の開口寸法の小さい端部Ｅ１側すなわち空隙１２側に移動させる（ステップＳ２２）。永久磁石２０を空隙１２側に移動させると、磁石挿入孔１１の幅が徐々に狭まる。

永久磁石２０を空隙１２側に移動させることにより、永久磁石２０の移動方向の前端部分が磁石挿入孔１１の端辺１１ａ，１１ｂの間に軽圧入された状態となる。これにより、永久磁石２０は磁石挿入孔１１内で移動しないように位置決めされる。

また、内側端辺１１ｂの端点Ｂ１の先は傾斜角度の大きい内側端辺１２ｂであるため、永久磁石２０を端点Ｂ１から空隙１２側に移動させることはできない。すなわち、永久磁石２０の周方向位置が端点Ｂ１によって規定される。

このように磁石挿入孔１１に永久磁石２０を挿入したのち、図７のステップＳ３０において、ロータコア１０の内周１０ｂにシャフト２５を焼嵌め等によって固定する（Ｓ３０）。ロータコア１０にシャフト２５を固定した後、永久磁石２０の着磁を行ってもよい。永久磁石２０の着磁は、着磁装置を用いて行ってもよく、ロータ１をステータ５に組み込んだ状態で行ってもよい。あるいは、永久磁石２０を着磁した後に、ロータコア１０にシャフト２５を固定してもよい。

＜作用＞
次に、実施の形態１の作用について説明する。図１０は、実施の形態１のロータ１と対比する比較例１のロータ１Ｄの１磁極に相当する領域を示す図である。比較例１のロータ１Ｄは、磁石挿入孔１１１および空隙１１２の形状において、実施の形態１のロータ１と異なる。

比較例１の磁石挿入孔１１１は、磁石厚さ方向Ｔの幅が、磁石幅方向Ｗの全域において一定である。すなわち、磁石挿入孔１１１の外側端辺１１１ａと内側端辺１１１ｂとは、互いに平行である。磁石挿入孔１１１の周方向両側には、極中心Ｐに対して対称な形状の２つの空隙１１２が形成されている。

永久磁石２０の厚さには、加工時に生じるばらつきがある。特に、希土類磁石は、ブロック状の焼結磁石から平板状に切断されて製造されるため、加工誤差により０．２ｍｍ程度の寸法公差がある。そのため、磁石挿入孔１１１の開口寸法は、一般に、永久磁石２０の厚さよりも大きく設定される。これにより、永久磁石２０と磁石挿入孔１１１との間には、磁石厚さ方向Ｔ（永久磁石２０の磁化方向）の隙間が生じる。

この隙間は永久磁石２０から出る磁束に対してエアギャップとなるため、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束を減少させ、コイル５５における誘起電圧が低下する。その結果、同一出力を発生するために必要な電流が増加し、これにより銅損が増加し、モータ効率が低下する。

また、上記のように永久磁石２０と磁石挿入孔１１１との間に隙間があると、永久磁石２０が磁石挿入孔１１１内で移動しやすく、ロータコア１０にぶつかって振動が発生する可能性がある。そのため、磁石挿入孔１１１あるいは空隙１１２には、永久磁石２０の端面２０ｃに当接する突起１１３が設けられている。このように突起１１３を設けると、以下のように永久磁石２０の減磁が生じる可能性がある。

モータ１００では、ステータ５のコイル５５に通常運転時よりも大きな電流が流れる場合がある。ステータ５のコイル５５に大きな電流が流れると、コイル５５の電流によって発生した磁束が永久磁石２０に作用する。永久磁石２０に着磁方向と反対方向に流れる磁束を、逆磁束と称する。

ステータ５からの逆磁束は、ロータコア１０内で少しでも磁気抵抗の小さい部分を流れようとするため、磁気抵抗の大きい磁石挿入孔１１１および空隙１１２を迂回し、空隙１１２とロータコア１０の外周１０ａとの間の薄肉部に向かう。しかしながら、薄肉部は磁路が狭いため、一定の磁束が流れると磁気飽和し、磁束が流れなくなる。

上記のように磁石挿入孔１１１あるいは空隙１１２に突起１１３を設けると、ロータコア１０の外周領域から突起１１３までの距離が永久磁石２０の厚さよりも小さくなるため、ステータ５からの逆磁束が突起１１３に集中して流れる。突起１１３は永久磁石２０の端面２０ｃに接しているため、突起１１３に逆磁束が集中すると、永久磁石２０の端面２０ｃの減磁が生じる。

永久磁石２０の減磁は、特に高温で発生しやすい。永久磁石２０の減磁が生じると、永久磁石２０の残留磁束密度が低下し、逆磁束がなくなった後も元に戻らなくなる。そのため、永久磁石２０の減磁はモータ１００の出力低下につながり、圧縮機３００あるいは空気調和装置４００の性能低下の原因となる。

これに対し、実施の形態１では、図４に示したように、磁石挿入孔１１の磁石幅方向Ｗの一方の端部Ｅ１での開口寸法Ｔ１が、他方の端部Ｅ２での開口寸法Ｔ２よりも小さい。そのため、永久磁石２０を磁石挿入孔１１の端部Ｅ２側に挿入してから、端部Ｅ１側に移動させることができる。

永久磁石２０が磁石挿入孔１１の端部Ｅ１側において軽圧入状態で保持されるため、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間を狭くすることができ、その結果、磁気抵抗が減少する。これにより、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量が増加する。コイル５５に鎖交する磁束量の増加により、同一トルクを発生させるためにコイル５５に流す電流を少なくすることができ、これにより銅損を低減し、モータ効率を向上することができる。

また、磁石挿入孔１１の開口寸法Ｔ１の端部Ｅ１側で永久磁石２０が軽圧入状態で保持されるため、比較例１のような突起１１３を設ける必要がない。磁石挿入孔１１内に突出する部分、すなわちステータ５からの逆磁束が集中する部分を有さないため、永久磁石２０の減磁が発生しにくい。

このように実施の形態１のロータ１では、磁石挿入孔１１内に突起を設けなくても永久磁石２０を位置決めすることができるため、永久磁石２０の減磁を抑制することができる。また、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間が小さいため、モータ効率を向上することができる。

また、磁石挿入孔１１あるいは空隙１２，１３内に突起を設けた場合、永久磁石２０から出た磁束が突起を介して永久磁石２０に戻ってしまう、いわゆる磁束の短絡が生じる可能性があるが、実施の形態１では磁石挿入孔１１および空隙１２，１３内に突起を設ける必要がないため、磁束の短絡を抑制し、モータ効率を向上することができる。

図１１は、実施の形態１と比較例１とで、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を比較して示すグラフである。縦軸は、実施の形態１のロータ１と比較例１のロータ１Ｄとをそれぞれステータ５（図１）に組み込んだ場合に、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を相対値で示している。

比較例１においてステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を１００％とする。図１１から明らかなように、実施の形態１では、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量は、比較例１の１００％に対して１０３％に増加している。

これは、実施の形態１のロータ１では、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間が小さいため、磁気抵抗が減少し、ステータ５のコイル５５への鎖交磁束が増加したことによる。

図１２は、実施の形態１と比較例１とで、３％減磁電流を比較して示すグラフである。３％減磁電流は、永久磁石２０の減磁率が３％に達したときにコイル５５に流れている電流である。モータ１００は１４０℃の雰囲気中に置いている。この温度（１４０℃）は、モータ１００が圧縮機３００内で使用される場合の最高温度である。

上記の通り、永久磁石２０の減磁は、モータ１００の出力低下につながり、圧縮機３００あるいは空気調和装置４００の性能低下の原因となる。そのため、一般に、モータ１００の減磁率は３％以下に抑えることが求められている。また、モータ１００を制御するインバータ回路には、減磁率が３％に達する前に電流を遮断する電流遮断回路が設けられている。

図１２から明らかなように、比較例１のロータ１Ｄを用いた場合の３％電流を１００％とすると、実施の形態１のロータ１を用いた場合の３％減磁電流は、１０２％に増加している。

これは、実施の形態１のロータ１では、磁石挿入孔１１あるいは空隙１２に突起１１３（図１０）が設けられていないため、永久磁石２０の周囲にステータ５からの逆磁束の集中する部分が存在しないことによる。

なお、磁石挿入孔１１の端部Ｅ２側では、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との間に隙間が生じるが、磁石挿入孔１１の開口寸法Ｔ１の端部Ｅ１側で永久磁石２０が軽圧入状態で保持されるため、永久磁石２０の磁石厚さ方向Ｔのがたつきを抑制することができる。

磁石挿入孔１１の内側端辺１１ｂは、その全体が直線Ｌ１に対して傾斜していることが望ましいが、端部Ｅ１での開口寸法Ｔ１が端部Ｅ２での開口寸法Ｔ２よりも小さければ、内側端辺１１ｂの一部だけが直線Ｌ１に対して傾斜していてもよい。

＜実施の形態の効果＞
以上説明したように、実施の形態１のロータ１は、磁石挿入孔１１を有する環状のロータコア１０と、磁石挿入孔１１に配置された永久磁石２０とを有し、永久磁石２０は軸線Ｃ１に直交する面において厚さおよび幅を有する。磁石挿入孔１１は、周方向の一方の端部Ｅ１における開口寸法Ｔ１が、当該端部Ｅ１から永久磁石２０の幅Ｗだけ離れた位置（ここでは端部Ｅ２）における開口寸法Ｔ２よりも小さくなるように、内側端辺１１ｂが磁石幅方向Ｗに対して傾斜している。

そのため、永久磁石２０を、磁石挿入孔１１の開口寸法の大きい端部Ｅ２側に挿入してから開口寸法の小さい端部Ｅ１に向けて移動させることによって、永久磁石２０を磁石挿入孔１１で位置決めすることができる。

これにより、磁石挿入孔１１あるいは空隙１２に永久磁石２０の位置決め用の突起を設ける必要がなくなり、突起にステータ５からの逆磁束が集中して生じる永久磁石２０の減磁を抑制することができる。また、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間を小さくすることができるため、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を増加させて、モータ効率を向上することができる。

また、磁石挿入孔１１の外側端辺１１ａが磁石厚さ方向Ｔに対して直交し、直線状に延在している。そのため、磁石挿入孔１１よりも径方向外側の領域における磁束分布が極中心に対して対称となり、ロータ１の表面磁束分布を正弦波に近付けることができる。これにより、ロータ１の表面磁束の高周波成分を低減し、振動および騒音を低減することができる。

また、磁石挿入孔１１の端部Ｅ１では、複数の鋼板１１０のうちの一部が永久磁石２０に接触するため、永久磁石２０を磁石挿入孔１１内で移動しないように位置決めすることができる。

また、磁石挿入孔１１の内側端辺１１ｂに連続して、空隙１２の内側端辺１２ｂが形成されており、内側端辺１２ｂと外側端辺１１ａとのなす角度βが、内側端辺１１ｂと外側端辺１１ａとのなす角度αよりも大きい。そのため、内側端辺１１ｂと内側端辺１２ｂとの境界である端点Ｂ１で、永久磁石２０の磁石幅方向Ｗの位置を規制することができる。

また、磁石挿入孔１１の端部Ｅ１はロータ１の回転方向の上流側に位置するため、ロータ１の回転時に永久磁石２０に作用する慣性力によって、永久磁石２０が磁石挿入孔１１の端部Ｅ１に押し込まれる。そのため、磁石挿入孔１１内で永久磁石２０を確実に位置決めすることができる。

変形例．
図１３は、実施の形態１の変形例のロータ１の１磁極に対応する領域を示す図である。この変形例では、永久磁石２０の形状が実施の形態１と異なる。磁石挿入孔１１の形状は実施の形態１の磁石挿入孔１１（図４）と同じである。

すなわち、この変形例では、永久磁石２０の空隙１２側の厚さＨ１が、空隙１３側の厚さＨ２よりも薄い。永久磁石２０の磁極面２０ａは磁石厚さ方向Ｔに直交し、磁極面２０ｂは磁石厚さ方向Ｔに対して傾斜している。永久磁石２０の磁極面２０ａは直線Ｌ１に平行であり、磁極面２０ｂは直線Ｌ１に対して傾斜している。

永久磁石２０の磁極面２０ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度は、磁石挿入孔１１の内側端辺１１ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度（角度α）と同じであることが望ましい。

この変形例では、永久磁石２０が磁石挿入孔１１と同様に傾斜しているため、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間を小さくすることができ、これにより磁気抵抗を低下させてモータ効率を向上することができる。

また、永久磁石２０が磁石挿入孔１１の広い範囲で軽圧入された状態となるため、永久磁石２０を磁石挿入孔１１内で確実に位置決めすることができる。

特に、永久磁石２０の磁極面２０ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度が、磁石挿入孔１１の内側端辺１１ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度と同じであれば、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間を最小限にし、モータ効率をさらに向上することができる。また、永久磁石２０が磁石挿入孔１１の広範囲に亘って軽圧入された状態となるため、永久磁石２０を磁石挿入孔１１内でより確実に位置決めすることができる。

永久磁石２０の磁石挿入孔１１への挿入方法は、図８および図９（Ａ）～（Ｃ）を参照して説明したとおりである。

その他の点においては、変形例のロータ１は、実施の形態１のロータ１と同様に構成されている。

以上説明したように、この変形例によれば、永久磁石２０の磁石幅方向Ｗの一端が厚さＨ１を有し、他端が厚さＨ２（＞Ｈ１）を有する。そのため、永久磁石２０と磁石挿入孔１１との隙間を小さくしてモータ効率を向上し、且つ永久磁石２０を磁石挿入孔１１内でより確実に位置決めすることができる。

実施の形態２．
次に、実施の形態２について説明する。図１４は、実施の形態２のモータ１００Ａを示す断面図である。実施の形態２のモータ１００Ａは、ロータ１ＡがＶ字状の磁石挿入孔１４を有する点で実施の形態１のモータ１００と異なる。実施の形態２のステータ５は、実施の形態１のステータ５と同様に構成されている。

図１５は、実施の形態２のロータ１Ａの１磁極に対応する領域を示す図である。ロータ１Ａのロータコア１０には、周方向中心が内周１０ｂ側に凸となるＶ字状の磁石挿入孔１４が形成されている。磁石挿入孔１４は、周方向中心を挟んで周方向に対称な形状を有する。

１つの磁石挿入孔１４には、周方向中心を挟んだ両側に、２つの永久磁石２１が配置されている。２つの永久磁石２１は、磁化方向が同一方向である。１つの磁石挿入孔１４は、１磁極を構成する。磁石挿入孔１４の周方向中心は、極中心Ｐに相当する。

各永久磁石２１は、径方向外側の磁極面２１ａと、径方向内側の磁極面２１ｂと、周方向の両端面２１ｃとを有する。磁極面２１ａ，２１ｂは、磁極中心線に対して傾斜している。

永久磁石２１の厚さ方向を、磁石厚さ方向Ｔと称する。磁石厚さ方向Ｔは、永久磁石２１の磁化方向である。磁石厚さ方向Ｔは、また、永久磁石２１の磁極面２１ａに直交する方向である。

永久磁石２１の幅方向を、磁石幅方向Ｗと称する。磁石幅方向Ｗは、軸方向に直交する面内で磁極面２１ａと平行な方向である。実施の形態２では、磁石厚さ方向Ｔおよび磁石幅方向Ｗは、磁極中心線に対して傾斜している。

図１６は、ロータコア１０の１磁極に対応する領域を示す図である。磁石挿入孔１４の周方向の両端には、空隙１２がそれぞれ形成されている。２つの空隙１２は、極中心Ｐに対して互いに対称な形状を有する。

磁石挿入孔１４は、周方向両端における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ１が、周方向中心における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ２よりも小さくなる形状を有する。

言い換えると、磁石挿入孔１４は、磁石幅方向Ｗの端部Ｅ１における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ１が、端部Ｅ１から永久磁石２１の幅だけ離間した位置Ｅ３における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ２よりも小さくなる形状を有する。

磁石挿入孔１４は、径方向外側に位置する外側端辺１４ａと、径方向内側に位置する内側端辺１４ｂとを有する。外側端辺１４ａおよび内側端辺１４ｂはいずれも、周方向中心が内周１０ｂ側に凸となるＶ字状に延在している。

図１７は、磁石挿入孔１４を拡大して示す図である。外側端辺１４ａと平行な直線を、基準線Ｌ１とする。また、図１７では、内側端辺１４ｂを延長した直線を、直線Ｌ２で表している。内側端辺１４ｂは、基準線Ｌ１に対して角度αだけ傾斜している。言い換えると、内側端辺１４ｂは、外側端辺１４ａに対して角度αだけ傾斜している。

空隙１２の形状は、実施の形態１で説明した通りである。空隙１２は、外側端辺１２ａと、内側端辺１２ｂと、極間端辺１２ｃと、外周端辺１２ｄとを有する。空隙１２の内側端辺１２ｂは、磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂの端点Ｂ１から延在している。

図１７では、内側端辺１２ｂを延長した直線を、直線Ｌ３で表している。空隙１２の内側端辺１２ｂと直線Ｌ１とのなす角度βは、磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂと直線Ｌ１とのなす角度αよりも大きい。そのため、磁石挿入孔１４に挿入された永久磁石２１は、端点Ｂ１を超えて空隙１２側に移動することができない。すなわち、空隙１２の内側端辺１２ｂと磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂとの境界である端点Ｂ１において、永久磁石２１の位置が規制される。

図１８（Ａ）～（Ｃ）は、実施の形態２における永久磁石２１の挿入方法を説明するための模式図である。上述したように、図１８（Ａ）に示すように、磁石挿入孔１４は、周方向両端における開口寸法Ｔ１が、周方向中心における開口寸法Ｔ２よりも小さい。

まず、図１８（Ｂ）に示すように、２つの永久磁石２１を、磁石挿入孔１４の周方向中心側すなわち開口寸法の大きい位置Ｅ３側に挿入する。

２つの永久磁石２１は磁化方向が同一方向であるため、両者の間には磁気的な反発力が作用する。そのため、図１８（Ｃ）に示すように、２つの永久磁石２１が、矢印Ａで示すように磁石挿入孔１４の端部Ｅ１側すなわち空隙１２側に移動する。

永久磁石２１が空隙１２側に移動することにより、永久磁石２１の移動方向の前端部分が磁石挿入孔１４の端辺１４ａ，１４ｂの間に軽圧入された状態となる。これにより、永久磁石２１は磁石挿入孔１４内で移動しないように位置決めされる。

このように磁気的反発力を利用して２つの永久磁石２１を移動させることができるため、永久磁石２１の挿入作業が簡単になる。

その他の点においては、実施の形態２のロータ１Ａは、実施の形態１のロータ１と同様に構成されている。

なお、磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂは、周方向中心から周方向端部までの全域で、直線Ｌ１に対して傾斜していることが望ましいが、開口寸法Ｔ１が開口寸法Ｔ２よりも小さければ、磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂの一部だけが直線Ｌ１に対して傾斜していてもよい。

図１９は、実施の形態２のロータ１Ａと対比する比較例２のロータ１Ｅの１磁極に相当する領域を示す図である。比較例２のロータ１Ｅは、磁石挿入孔１１４および空隙１１２の形状が実施の形態２のロータ１Ａと異なる。

比較例２の磁石挿入孔１１４は、周方向中心が内周１０ｂ側に突出するＶ字形状を有するが、磁石厚さ方向Ｔの幅は一定である。すなわち、磁石挿入孔１１４の外側端辺１１４ａと内側端辺１１４ｂとは、互いに平行である。磁石挿入孔１１４の周方向両側には、極中心Ｐに対して対称な形状の２つの空隙１１２が形成されている。

各永久磁石２１は、磁石挿入孔１１４内で移動しないように位置決めする必要がある。そのため、磁石挿入孔１１４の周方向両側には、２つの永久磁石２１の端面２１ｃに当接する突起１１６が形成されている。磁石挿入孔１１４の周方向中心にも、２つの永久磁石２１の端面２１ｃに当接する突起１１５が形成されている。

実施の形態１でも説明したように、永久磁石２１の厚さにはばらつきがあるため、永久磁石２１と磁石挿入孔１１４との間には磁石厚さ方向Ｔ（永久磁石２１の磁化方向）の隙間が生じる。この隙間は永久磁石２１から出る磁束に対してエアギャップとなるため、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束を減少させ、モータ効率が低下する。

また、磁石挿入孔１１４あるいは空隙１１２の内部に突起１１５，１１６が設けられているため、ステータ５からの逆磁束が突起１１５，１１６に集中しやすい。突起１１５，１１６は永久磁石２１の端面２１ｃに接しているため、突起１１５，１１６に逆磁束が集中すると、永久磁石２１の端面２１ｃに減磁が生じる可能性がある。

これに対し、実施の形態２では、図１６に示したように、磁石挿入孔１４の周方向端部における開口寸法Ｔ１が周方向中心における開口寸法Ｔ２よりも小さい。そのため、図１８（Ａ）～（Ｃ）を参照して説明したように、永久磁石２１を磁石挿入孔１４の周方向中心に挿入してから周方向端部に移動させることができる。

永久磁石２１が磁石挿入孔１４の周方向端部において軽圧入状態で保持されるため、永久磁石２１と磁石挿入孔１４との隙間を狭くすることができ、その結果、磁気抵抗が減少する。これにより、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を増加させ、モータ効率を向上することができる。

また、実施の形態２のロータ１Ａでは、磁石挿入孔１４内に突起を設けなくても永久磁石２１を位置決めすることができるため、比較例２のような突起１１５，１１６を設ける必要がない。そのため、永久磁石２１の減磁を抑制することができる。

以上説明したように、実施の形態２のロータ１Ａは、磁石挿入孔１４がＶ字状であり、周方向端部（端部Ｅ１）における開口寸法Ｔ１が、周方向中心（言い換えると磁石挿入孔１４の周方向端部から永久磁石２１の幅Ｗだけ離れた位置Ｅ３）における開口寸法Ｔ２よりも小さくなる形状を有する。そのため、永久磁石２１を、磁石挿入孔１４の周方向中心に挿入してから周方向端部に向けて移動させることによって、永久磁石２１を磁石挿入孔１４内で保持することができる。

これにより、磁石挿入孔１４に永久磁石２１の位置決めのための突起を設ける必要がなくなり、永久磁石２１の減磁を抑制することができる。また、永久磁石２１と磁石挿入孔１４との隙間を小さくすることができるため、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を増加させて、モータ効率を向上することができる。

また、永久磁石２１の磁石挿入孔１４への挿入時には、２つの永久磁石２１の磁気的反発力を利用して永久磁石２１を移動させることができるため、挿入作業が簡単になる。

変形例．
図２０は、実施の形態２の変形例のロータ１Ａの１磁極に対応する領域を示す図である。この変形例では、永久磁石２１の形状が実施の形態２と異なる。磁石挿入孔１４の形状は実施の形態２の磁石挿入孔１４（図１６）と同じである。

この変形例では、永久磁石２１の周方向端部（磁石幅方向Ｗの一端）の厚さＨ１が、周方向中心（磁石幅方向Ｗの他端）の厚さＨ２よりも薄い。永久磁石２１の磁極面２１ａは磁石厚さ方向Ｔに直交し、磁極面２１ｂは磁石厚さ方向Ｔに対して傾斜している。また、永久磁石２１の磁極面２１ａは直線Ｌ１に平行であり、磁極面２１ｂは直線Ｌ１に対して傾斜している。

永久磁石２１の磁極面２１ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度は、磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度（図１７に示した角度α）と同じであることが望ましい。

この変形例では、永久磁石２１が磁石挿入孔１４と同様に傾斜しているため、永久磁石２１と磁石挿入孔１４との隙間を小さくすることができ、これにより磁気抵抗を低下させてモータ効率を向上することができる。また、永久磁石２１が磁石挿入孔１４の広い範囲で軽圧入された状態となるため、永久磁石２１を磁石挿入孔１４内で確実に位置決めすることができる。

特に、永久磁石２１の磁極面２１ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度が、磁石挿入孔１４の内側端辺１４ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度と同じであれば、永久磁石２１と磁石挿入孔１４との隙間を最小限にすることができ、モータ効率をさらに向上することができる。また、永久磁石２１を磁石挿入孔１４内でより確実に位置決めすることができる。

永久磁石２１の磁石挿入孔１４への挿入方法は、図１８（Ａ）～（Ｃ）を参照して説明したとおりである。

その他の点においては、変形例のロータ１Ａは、実施の形態２のロータ１Ａと同様に構成されている。

以上説明したように、この変形例によれば、永久磁石２１の磁石幅方向Ｗの一端が厚さＨ１を有し、他端が厚さＨ２（＞Ｈ１）を有する。そのため、永久磁石２１と磁石挿入孔１４との隙間を小さくしてモータ効率を向上し、且つ永久磁石２１を磁石挿入孔１１内で確実に位置決めすることができる。

実施の形態３．
次に、実施の形態３について説明する。図２１は、実施の形態３のロータ１Ｂの１磁極に対応する領域を示す図である。実施の形態３のロータ１Ｂは、直線状の磁石挿入孔１５を有する点で実施の形態２のロータ１Ａと異なる。実施の形態３のステータ５は、実施の形態１のステータ５と同様に構成されている。

ロータ１Ｂのロータコア１０には、軸方向に直交する面内で直線状に延在する磁石挿入孔１５が形成されている。１つの磁石挿入孔１５には、周方向中心を挟んだ両側に、２つの永久磁石２１が配置されている。２つの永久磁石２１は、磁化方向が同一方向である。１つの磁石挿入孔１５は、１磁極を構成する。磁石挿入孔１５の周方向中心は、極中心Ｐに相当する。

永久磁石２１は、径方向外側の磁極面２１ａと、径方向内側の磁極面２１ｂと、周方向の両端面２１ｃとを有する。磁極面２１ａ，２１ｂは、磁極中心線に対して直交している。

永久磁石２１の厚さ方向を、磁石厚さ方向Ｔと称する。磁石厚さ方向Ｔは、永久磁石２１の磁化方向である。磁石厚さ方向Ｔは、また、永久磁石２１の磁極面２１ａに直交する方向である。磁石厚さ方向Ｔは、磁極中心線と平行である。

永久磁石２１の幅方向を、磁石幅方向Ｗと称する。磁石幅方向Ｗは、軸方向に直交する面内で磁極面２１ａと平行な方向である。磁石幅方向Ｗは、磁極中心線に対して直交している。

図２２は、ロータコア１０の１磁極に対応する領域を示す図である。磁石挿入孔１５の周方向の両端には、空隙１２がそれぞれ形成されている。２つの空隙１２は、極中心Ｐに対して互いに対称な形状を有する。

磁石挿入孔１５は、周端部両端における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ１が、周方向中心における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ２よりも小さくなる形状を有する。

言い換えると、磁石挿入孔１５は、磁石幅方向Ｗの端部Ｅ１における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ１が、端部Ｅ１から永久磁石２１の幅だけ離間した位置Ｅ３における磁石厚さ方向Ｔの開口寸法Ｔ２よりも小さくなる形状を有する。

磁石挿入孔１５は、径方向外側に位置する外側端辺１５ａと、径方向内側に位置する内側端辺１５ｂとを有する。外側端辺１５ａは、磁極中心線に直交している。外側端辺１５ａと平行な直線を、基準線Ｌ１とする。

内側端辺１５ｂは、基準線Ｌ１に対して角度αだけ傾斜している。言い換えると、内側端辺１５ｂは、外側端辺１５ａに対して角度αだけ傾斜している。

空隙１２の形状は、実施の形態１で説明した通りである。空隙１２は、外側端辺１２ａと、内側端辺１２ｂと、極間端辺１２ｃと、外周端辺１２ｄとを有する。空隙１２の内側端辺１２ｂと磁石挿入孔１５の内側端辺１５ｂとの境界である端点Ｂ１において、永久磁石２１の位置が規制される。

永久磁石２１の磁石挿入孔１５への挿入方法は、実施の形態２で説明した通りである。すなわち、２つの永久磁石２１を磁石挿入孔１５の周方向中心に挿入すると、磁気的な反発力によって２つの永久磁石２１が磁石挿入孔１４の周方向端部に移動する。

永久磁石２１が磁石挿入孔１５の周方向端部において軽圧入状態で保持されるため、永久磁石２１と磁石挿入孔１５との隙間を狭くすることができ、その結果、磁気抵抗が減少する。これにより、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を増加させ、モータ効率を向上することができる。

また、磁石挿入孔１５内に突起を設けなくても永久磁石２１を位置決めすることができるため、ステータ５からの逆磁束が突起に集中して生じる永久磁石２１の減磁を抑制することができる。

その他の点においては、実施の形態３のロータ１Ｂは、実施の形態２のロータ１Ａと同様に構成されている。

なお、磁石挿入孔１５の内側端辺１５ｂは、周方向中心から周方向端部までの全域で、直線Ｌ１に対して傾斜していることが望ましいが、開口寸法Ｔ１が開口寸法Ｔ２よりも小さければ、磁石挿入孔１５の内側端辺１５ｂの一部だけが直線Ｌ１に対して傾斜していてもよい。

以上説明したように、実施の形態３のロータ１Ｂは、磁石挿入孔１５が直線状であり、周方向端部（端部Ｅ１）における開口寸法Ｔ１が、周方向中心（言い換えると磁石挿入孔１５の周方向端部から永久磁石２１の幅Ｗだけ離れた位置Ｅ３）における開口寸法Ｔ２よりも小さくなる形状を有する。そのため、永久磁石２１を、磁石挿入孔１５の周方向中心に挿入してから周方向端部に向けて移動させることによって、永久磁石２１を磁石挿入孔１４内で保持することができる。

これにより、磁石挿入孔１５に永久磁石２１の位置決めのための突起を設ける必要がなくなり、永久磁石２１の減磁を抑制することができる。また、永久磁石２１と磁石挿入孔１５との隙間を小さくすることができるため、ステータ５のコイル５５に鎖交する磁束量を増加させて、モータ効率を向上することができる。

また、永久磁石２１の磁石挿入孔１５への挿入時には、２つの永久磁石２１の磁気的反発力を利用して永久磁石２１を移動させることができるため、挿入作業が簡単になる。

変形例．
図２３は、実施の形態３の変形例のロータ１Ｂの１磁極に対応する領域を示す図である。この変形例では、永久磁石２１の形状が実施の形態３と異なる。磁石挿入孔１５の形状は実施の形態３の磁石挿入孔１５（図２２）と同じである。

この変形例では、永久磁石２１の周方向端部（磁石幅方向Ｗの一端）の厚さＨ１が、周方向中心（磁石幅方向Ｗの他端）の厚さＨ２よりも薄い。永久磁石２１の磁極面２１ａは磁石厚さ方向Ｔに直交し、磁極面２１ｂは磁石厚さ方向Ｔに対して傾斜している。また、永久磁石２１の磁極面２１ａは直線Ｌ１に平行であり、磁極面２１ｂは直線Ｌ１に対して傾斜している。

永久磁石２１の磁極面２１ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度は、磁石挿入孔１５の内側端辺１５ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度（図２２に示した角度α）と同じであることが望ましい。

この変形例では、永久磁石２１が磁石挿入孔１５と同様に傾斜しているため、永久磁石２１と磁石挿入孔１５との隙間を小さくすることができ、これにより磁気抵抗を低下させてモータ効率を向上することができる。また、永久磁石２１が磁石挿入孔１５の広い範囲で軽圧入された状態となるため、永久磁石２１を磁石挿入孔１５内で確実に位置決めすることができる。

特に、永久磁石２１の磁極面２１ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度が、磁石挿入孔１５の内側端辺１５ｂの直線Ｌ１に対する傾斜角度と同じであれば、永久磁石２１と磁石挿入孔１５との隙間を最小限にすることができ、モータ効率をさらに向上することができる。また、永久磁石２１を磁石挿入孔１１内でより確実に位置決めすることができる。

永久磁石２１の磁石挿入孔１５への挿入方法は、実施の形態２で説明したとおりである。

その他の点においては、変形例のロータ１Ｂは、実施の形態３のロータ１Ｂと同様に構成されている。

以上説明したように、この変形例によれば、永久磁石２１の磁石幅方向Ｗの一端が厚さＨ１を有し、他端が厚さＨ２（＞Ｈ１）を有する。そのため、永久磁石２１と磁石挿入孔１５との隙間を小さくしてモータ効率を向上し、且つ永久磁石２１を確実に位置決めすることができる。

＜圧縮機＞
次に、実施の形態１～３および各変形例のモータが適用可能な圧縮機３００について説明する。図２４は、実施の形態１～３および各変形例のモータが適用可能な圧縮機３００を示す縦断面図である。圧縮機３００は、ロータリ圧縮機であり、例えば空気調和装置４００（図２５）に用いられる。

圧縮機３００は、圧縮機構部３１０と、圧縮機構部３１０を駆動するモータ１００と、圧縮機構部３１０とモータ１００とを連結するシャフト２５と、これらを収容する密閉容器３０１とを備える。

密閉容器３０１は、鋼板で形成された容器であり、円筒状のシェル６と、シェル６の上部を覆う容器上部とを有する。モータ１００のステータ５は、焼き嵌め、圧入または溶接等により、密閉容器３０１のシェル６の内側に組み込まれている。

密閉容器３０１の容器上部には、冷媒を外部に吐出する吐出管３０７と、モータ１００に電力を供給するための端子３０５とが設けられている。また、密閉容器３０１の外部には、冷媒ガスを貯蔵するアキュムレータ３０２が取り付けられている。密閉容器３０１の底部には、圧縮機構部３１０の軸受部を潤滑する冷凍機油が貯留されている。

圧縮機構部３１０は、シリンダ室３１２を有するシリンダ３１１と、シャフト２５に固定されたローリングピストン３１４と、シリンダ室３１２の内部を吸入側と圧縮側に分けるベーンと、シリンダ室３１２の軸方向両端部を閉鎖する上部フレーム３１６および下部フレーム３１７とを有する。

上部フレーム３１６および下部フレーム３１７は、いずれも、シャフト２５を回転可能に支持する軸受部を有する。上部フレーム３１６および下部フレーム３１７には、上部吐出マフラ３１８および下部吐出マフラ３１９がそれぞれ取り付けられている。

シリンダ３１１には、軸線Ｃ１を中心とする円筒状のシリンダ室３１２が設けられている。シリンダ室３１２の内部には、シャフト２５の偏心軸部２５ａが位置している。偏心軸部２５ａは、軸線Ｃ１に対して偏心した中心を有する。偏心軸部２５ａの外周には、ローリングピストン３１４が嵌合している。モータ１００が回転すると、偏心軸部２５ａおよびローリングピストン３１４がシリンダ室３１２内で偏心回転する。

シリンダ３１１には、シリンダ室３１２内に冷媒ガスを吸入する吸入口３１３が形成されている。密閉容器３０１には、吸入口３１３に連通する吸入管３０３が取り付けられ、この吸入管３０３を介してアキュムレータ３０２からシリンダ室３１２に冷媒ガスが供給される。

圧縮機３００には、空気調和装置４００（図２０）の冷媒回路から低圧の冷媒ガスと液冷媒とが混在して供給されるが、液冷媒が圧縮機構部３１０に流入して圧縮されると、圧縮機構部３１０の故障の原因となる。そのため、アキュムレータ３０２で液冷媒と冷媒ガスとを分離し、冷媒ガスのみを圧縮機構部３１０に供給する。

冷媒としては、例えば、Ｒ４１０Ａ、Ｒ４０７ＣまたはＲ２２等を用いてもよいが、地球温暖化防止の観点からは、ＧＷＰ（地球温暖化係数）の低い冷媒を用いることが望ましい。低ＧＷＰの冷媒としては、例えば、以下の冷媒を用いることができる。

（１）まず、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素、例えばＨＦＯ（Ｈｙｄｒｏ－Ｆｌｕｏｒｏ－Ｏｒｅｆｉｎ）－１２３４ｙｆ（ＣＦ_３ＣＦ＝ＣＨ_２）を用いることができる。ＨＦＯ－１２３４ｙｆのＧＷＰは４である。
（２）また、組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素、例えばＲ１２７０（プロピレン）を用いてもよい。Ｒ１２７０のＧＷＰは３であり、ＨＦＯ－１２３４ｙｆより低いが、可燃性はＨＦＯ－１２３４ｙｆより高い。
（３）また、組成中に炭素の二重結合を有するハロゲン化炭化水素または組成中に炭素の二重結合を有する炭化水素の少なくとも何れかを含む混合物、例えばＨＦＯ－１２３４ｙｆとＲ３２との混合物を用いてもよい。上述したＨＦＯ－１２３４ｙｆは低圧冷媒のため圧損が大きくなる傾向があり、冷凍サイクル（特に蒸発器）の性能低下を招く可能性がある。そのため、ＨＦＯ－１２３４ｙｆよりも高圧冷媒であるＲ３２またはＲ４１との混合物を用いることが実用上は望ましい。

圧縮機３００の動作は、以下の通りである。アキュムレータ３０２から供給された冷媒ガスは、吸入管３０３を通ってシリンダ３１１のシリンダ室３１２内に供給される。モータ１００が駆動されてロータ１が回転すると、ロータ１と共にシャフト２５が回転する。そして、シャフト２５に嵌合するローリングピストン３１４がシリンダ室３１２内で偏心回転し、シリンダ室３１２内で冷媒が圧縮される。圧縮された冷媒は、吐出マフラ３１８，３１９を通り、さらにモータ１００に設けられた穴部１９等を通って密閉容器３０１内を上昇し、吐出管３０７から吐出される。

実施の形態１～３および各変形例で説明したモータ１００は、永久磁石２０の減磁の抑制により、高いモータ効率を有する。そのため、そのため、圧縮機３００の駆動源に実施の形態１～３および各変形例のいずれかのモータ１００を用いることで、圧縮機３００の運転効率を向上することができる。

＜空気調和装置＞
次に、図２４の圧縮機３００を備えた冷凍サイクル装置としての空気調和装置４００について説明する。図２５は、空気調和装置４００の構成を示す図である。空気調和装置４００は、圧縮機４０１と、凝縮器４０２と、絞り装置（減圧装置）４０３と、蒸発器４０４とを備える。

圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４０７によって連結され、冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４の順に、冷媒が循環する。

圧縮機４０１、凝縮器４０２および絞り装置４０３は、室外機４１０に設けられている。圧縮機４０１は、図２４に示した圧縮機３００で構成されている。室外機４１０には、凝縮器４０２に室外の空気を供給する室外送風機４０５が設けられている。蒸発器４０４は、室内機４２０に設けられている。この室内機４２０には、蒸発器４０４に室内の空気を供給する室内送風機４０６が設けられている。

空気調和装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機４０１は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器４０２は、圧縮機４０１から流入した冷媒と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冷媒配管４０７に送り出す。室外送風機４０５は、凝縮器４０２に室外の空気を供給する。絞り装置４０３は、開度を変化させることによって、冷媒配管４０７を流れる冷媒の圧力等を調整する。

蒸発器４０４は、絞り装置４０３により低圧状態にされた冷媒と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）させて、冷媒配管４０７に送り出す。室内送風機４０６は、蒸発器４０４に室内の空気を供給する。これにより、蒸発器４０４で熱が奪われた冷風が、室内に供給される。

空気調和装置４００は、実施の形態１～３および各変形例で説明したモータ１００の適用により運転効率を向上した圧縮機４０１を有している。そのため、空気調和装置４００の運転効率を向上することができる。

以上、望ましい実施の形態について具体的に説明したが、上記の実施の形態に基づき、各種の改良または変形を行なうことができる。

１，１Ａ，１Ｂ ロータ、 ５ ステータ、 ６ シェル、 １０ ロータコア、 １０ａ 外周、 １０ｂ 内周、 １１ 磁石挿入孔、 １１ａ 外側端辺、 １１ｂ 内側端辺、 １２ 空隙、 １２ａ 外側端辺、 １２ｂ 内側端辺、 １２ｃ 極間端辺、 １２ｄ 外周端辺、 １３ 空隙、 １３ａ 外側端辺、 １３ｂ 内側端辺、 １３ｃ 極間端辺、 １３ｄ 外周端辺、 １４ 磁石挿入孔、 １４ａ 外側端辺、 １４ｂ 内側端辺、 １５ 磁石挿入孔、 １５ａ 外側端辺、 １５ｂ 内側端辺、 １７，１８ スリット、 ２０ 永久磁石、 ２０ａ 磁極面、 ２０ｂ 磁極面、 ２０ｃ 端面、 ２１ 永久磁石、 ２１ａ 磁極面、 ２１ｂ 磁極面、 ２１ｃ 端面、 ２５ シャフト、 ５０ ステータコア、 ５０Ａ 分割コア、 ５１ ヨーク、 ５２ ティース、 ５４ 絶縁部、 ５５ コイル、 １００，１００Ａ モータ、 １１０ 鋼板、 ３００ 圧縮機、 ３０１ 密閉容器、 ３１０ 圧縮機構部、 ４００ 空気調和装置、 ４０１ 圧縮機、 ４０２ 凝縮器、 ４０３ 絞り装置、 ４０４ 蒸発器、 ４０７ 冷媒配管、 ４１０ 室外機、 ４２０ 室内機、 Ｔ 磁石厚さ方向、 Ｗ 磁石幅方向、 Ｔ１，Ｔ２ 開口寸法。

Claims (13)

1. 磁石挿入孔を有し、軸線を中心とする環状のロータコアと、
   前記磁石挿入孔に、前記軸線を中心とする周方向の中心を挟んで両側に配置され、前記軸線に直交する面において厚さおよび幅を有する平板状の２つの永久磁石と
   を備え、
   各永久磁石の前記幅によって幅方向が規定され、各永久磁石の前記厚さによって厚さ方向が規定され、
   前記磁石挿入孔は、前記周方向の各端部における前記厚さ方向の開口寸法Ｔ１が、前記周方向の中心側における前記厚さ方向の開口寸法Ｔ２よりも小さくなるように、前記幅方向に対して傾斜した部分を有し、
   前記磁石挿入孔は、前記軸線を中心とする径方向の外側の外側端辺と、前記径方向の内側の内側端辺とを有し、
   前記内側端辺は、前記磁石挿入孔の前記開口寸法Ｔ２となる位置を超えて、前記周方向の中心に向けてさらに延在する
   ロータ。
2. 前記外側端辺は、前記磁石挿入孔の前記各端部から前記中心まで直線状に延在している
   請求項１に記載のロータ。
3. 前記外側端辺は、前記厚さ方向に対して直交し、
   前記内側端辺は、前記外側端辺に対して傾斜している
   請求項２に記載のロータ。
4. 前記磁石挿入孔の前記各端部につながるように、空隙が形成され、
   前記空隙は、前記内側端辺の前記周方向の各端部に連続する連続端辺を有し、
   前記連続端辺と前記外側端辺とのなす角度は、前記内側端辺と前記外側端辺とのなす角度よりも大きい
   請求項３に記載のロータ。
5. 前記ロータコアは、複数の鋼板を前記軸線の方向に積層した積層体で構成され、
   前記磁石挿入孔の前記各端部では、前記軸線と平行な断面において、前記複数の鋼板のうちの一部が前記永久磁石に接触する
   請求項１から４までの何れか１項に記載のロータ。
6. 前記２つの永久磁石はいずれも、前記磁石挿入孔の前記各端部に配置される部分の厚さＨ１が、前記磁石挿入孔の前記中心側に配置される部分の厚さＨ２よりも狭い
   請求項１から５までの何れか１項に記載のロータ。
7. 前記磁石挿入孔は、前記軸線に直交する面内においてＶ字状に延在している
   請求項１から６までの何れか１項に記載のロータ。
8. 磁石挿入孔を有し、軸線を中心とする環状のロータコアを有し、
   前記磁石挿入孔には、前記軸線を中心とする周方向の中心を挟んで両側に２つの永久磁石が配置され、
   前記２つの永久磁石は、いずれも、前記軸線に直交する面において厚さおよび幅を有し、前記幅によって幅方向が規定され、前記厚さによって厚さ方向が規定され、
   前記磁石挿入孔は、前記磁石挿入孔の前記幅方向の一端における前記厚さ方向の開口寸法Ｔ１が、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心の前記厚さ方向の開口寸法Ｔ２よりも小さくなるように、前記幅方向に対して傾斜した部分を有し、
   前記磁石挿入孔は、前記軸線に直交する面内において直線状に延在している
   ロータ。
9. 請求項１から８までの何れか１項に記載のロータと、
   前記ロータを、前記軸線を中心とする径方向の外側から囲むステータと
   を有するモータ。
10. 請求項９に記載のモータと、
    前記モータによって駆動される圧縮機構部と
    を備えた圧縮機。
11. 請求項１０に記載の圧縮機と、
    前記圧縮機から送り出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
    前記凝縮器により凝縮した冷媒を減圧する減圧装置と、
    前記減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と
    を備えた空気調和装置。
12. 磁石挿入孔を有し、軸線を中心とする環状のロータコアを用意する工程と、
    前記磁石挿入孔に、前記軸線に直交する面において厚さおよび幅を有する平板状の２つの永久磁石を挿入する工程と
    を有し、
    各永久磁石の前記幅によって幅方向が規定され、各永久磁石の前記厚さによって厚さ方向が規定され、
    前記磁石挿入孔は、前記磁石挿入孔の周方向の各端部における前記厚さ方向の開口寸法Ｔ１が、前記周方向の中心側における前記厚さ方向の開口寸法Ｔ２よりも小さくなるように、前記幅方向に対して傾斜した部分を有し、
    前記磁石挿入孔は、前記軸線を中心とする径方向の外側の外側端辺と、前記径方向の内側の内側端辺とを有し、
    前記内側端辺は、前記磁石挿入孔の前記開口寸法Ｔ２となる位置を超えて、前記周方向の中心に向けてさらに延在する
    前記磁石挿入孔に前記２つの永久磁石を挿入する工程は、
    前記磁石挿入孔の前記中心側に、前記２つの永久磁石を挿入する工程と、
    前記２つの永久磁石を前記磁石挿入孔内で前記各端部に向けて移動させる工程と
    を有する
    ロータの製造方法。
13. 前記磁石挿入孔に挿入された前記２つの永久磁石が、前記２つの永久磁石の間に作用する反発力によって、前記磁石挿入孔の前記周方向の各端部に向けて移動する
    請求項１２に記載のロータの製造方法。

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