JPWO2012008012A1 - 永久磁石型回転電機 - Google Patents

Abstract

回転子鉄心６には、１極あたり３個の永久磁石を埋め込む磁石挿入穴７ａ〜７ｃが回転子５の外周面に向かって概略Ｕ字状に並べて設けられ、回転子鉄心６の外周部近傍には、磁極間の中心線を基準として対称形を成す一対の穴２０ａ，２０ｂが各磁極毎に設けられ、永久磁石による磁極の極対数をpとし、固定子３のスロット数をmとするとき、一対の穴は、無負荷誘起電圧の(m/p-1)次高調波成分と(m/p+1)次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置に設けられる。

Description

本発明は、車両電動機などの回転電機に係り、特に、回転子の内部に永久磁石を配置した回転電機の回転子の構造に関する。

従来、回転子の界磁発生手段として、永久磁石を用いた永久磁石式モータが使用されていた。そして、永久磁石式モータの回転子の高速回転時の遠心力が永久磁石に作用することから、永久磁石を回転子の内部に埋め込んで耐遠心力性を高めた磁石保持構造を具備する磁石埋込型モータ（Interior Permanent Magnet Motor：以下「ＩＰＭモータ」と称する）が提案されている（例えば、下記特許文献１）。

この特許文献１に記載のＩＰＭモータでは、回転子表面に溝を設けることが提案されており、この溝の角度を磁極の中心線から電気角４４度〜５３度に設定すると無負荷誘起電圧の高調波成分が小さくなり、溝の角度を磁極の中心線から電気角４０度〜４４度に設定するとトルクリップルが小さくなるということが記載されている。

特開２００９−１１８７３１号公報

上記特許文献１に記載のＩＰＭモータを含む従来のＩＰＭモータでは、永久磁石の遠心力に対する保持力は、回転子表面方向にある回転子鉄心の強度のみで得る構造であるため、永久磁石の遠心力に対する強度保持という配慮が必要となる。このため、従来のＩＰＭモータにおいて、特許文献１のように、回転子表面に溝を設ける構造を採用する場合、永久磁石を回転子の内側（中心部側）に設ける必要性が生じる。しかしながら、永久磁石を回転子の内側に設けた場合、永久磁石の両端部における漏れ磁束が大きくなって駆動トルクの低下を招くという問題があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、遠心力に対する強度を保持しつつ、無負荷誘起電圧の低減を可能とする永久磁石型回転電機を提供することを目的とする。

また、本発明は、駆動トルクの低下を抑制可能とする永久磁石型回転電機を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る永久磁石型回転電機は、スロットの内部に固定子コイルを収納する複数のスロットを有する固定子と、前記固定子に回転空隙を介して回転可能に配置される回転子鉄心を有し、この回転子鉄心の内部に１極あたり３個以上の永久磁石が埋め込まれる回転子と、を備え、前記回転子鉄心には前記永久磁石を埋め込む磁石挿入穴が回転子の外周面に向かって概略Ｕ字状に並べて設けられ、前記各磁石挿入穴に埋め込まれた永久磁石の側面部には空洞部が形成されると共に、前記回転子鉄心の外周部近傍には、磁極間の中心線を基準として対称形を成す一対の穴が各磁極毎に設けられ、前記永久磁石の極対数をｐとし、当該極対数ｐの３以上の整数倍の値をとる前記固定子のスロット数をｍとするとき、前記一対の穴は、前記回転子の回転によって前記固定子に発生する無負荷誘起電圧の（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と、（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置に設けられていることを特徴とする。

この発明によれば、遠心力に対する強度を保持しつつ、無負荷誘起電圧の低減が可能となるという効果を奏する。

図１は、実施の形態１にかかる永久磁石型回転電機の一例である永久磁石型電動機の断面図である。 図２は、図１に示す永久磁石型電動機における回転子の構造を示す模式断面図である。 図３は、図２の回転子における破線部で示した部分の拡大図である。 図４は、永久磁石が挿入されている場合の図３に対応する部分の拡大図である。 図５は、図３に示す磁石挿入穴の周辺部を拡大した部分拡大図である。 図６は、実施の形態１における漏れ磁束の影響を説明する図である。 図７は、比較例としての従来例における漏れ磁束の影響を説明する図である。 図８は、穴の位置に応じて変化する無負荷誘起電圧のうちの（ｎ−１）次高調波成分と（ｎ＋１）次高調波成分との振幅和に関するシミュレーション結果を示すグラフである。 図９は、穴の位置を表す電気角を説明する図である。 図１０は、実施の形態３にかかる永久磁石型回転電機の回転子の構造の一部を示す模式断面図である。

以下に添付図面を参照し、本発明の実施の形態にかかる永久磁石型回転電機について説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。

実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１にかかる永久磁石型回転電機の一例である永久磁石型電動機の断面図であり、図２は、図１に示す永久磁石型電動機における回転子の構造を示す模式断面図であり、図３は、図２の回転子における破線部で示した部分の拡大図であり、図４は、永久磁石が挿入されている場合の図３に対応する部分の拡大図である。

実施の形態１にかかる永久磁石型電動機１は、固定子２および回転子５を備えている。固定子２は、円筒形状を成す固定子鉄心３を有し、この固定子鉄心３は、その内周部側に３６個のティース３ｂを等角ピッチで、且つ、間欠的に形成することによって３６個のスロット３ａが形成されている。なお、スロット３ａには、固定子コイル４が、ティース３ｂの所定数個分を内部に含むように巻装されて収納される。

回転子５は、例えば所定枚数の磁性鋼板を積層および一体化して作製され、外周面が円筒面を成し、１８個の磁石挿入穴７（図２および図３参照）が等角ピッチで配列されるように形成された回転子鉄心６と、各磁石挿入穴７内にそれぞれ収納された永久磁石８（８ａ〜８ｃ）と、を備え、固定子２に対し回転空隙１８を介して回転可能となるように配置されている。

ここで、磁石挿入穴７の配置は、図３に示すように、１つの磁石挿入穴７ｂの両端部に２つの磁石挿入穴７ａ，７ｃがあり、回転子５の外周面（外周方向）に向かって開くように概略Ｕ字状に６組配置されている。そして、第１の永久磁石の組である永久磁石８ａ〜８ｃによる磁束の向きが回転子５の外周面に向かって収束する方向に着磁（磁化）される一方で、隣接する組（第２の永久磁石の組）の永久磁石１６ａ〜１６ｃは、磁束の向きが回転子５の中心部に向かって広がる方向に着磁されている。すなわち、実施の形態１の永久磁石型電動機における回転子では、永久磁石による磁束の向きが回転子の外周面に向かって収束する方向に着磁された永久磁石群と、回転子の中心部に向かって広がる方向に着磁された永久磁石群と、が交互に配列されるように構成されている。

また、磁石挿入穴７ａ〜７ｃに埋め込まれた永久磁石８ａ〜８ｃの両側面部には、図４に示すような空洞部９（永久磁石８ａの両側面部には空洞部９ａ１，９ａ２、永久磁石８ｂの両側面部には空洞部９ｂ１，９ｂ２、永久磁石８ｃの両側面部には空洞部９ｃ１，９ｃ２）が形成されるようになっている。

さらに、磁石挿入穴７ａ〜７ｃのうち、両端部に位置する磁石挿入穴７ａ，７ｃの周辺部には、無負荷誘起電圧の低減を可能とする穴２０（２０ａ，２０ｂ）が設けられている。

なお、図１では、３６個のスロット３ａが固定子２の周方向に等角ピッチで配列されると共に、１８個の永久磁石８が回転子５の周方向に埋め込まれる６極（極対数＝３）の電動機（１極あたり６個のスロットおよび１極あたり３個の永久磁石）を一例として示しているが、電動機の極数やスロットの数および永久磁石の数等、図１の構成に限定されるものではなく、任意の数の選択が可能である。

また、永久磁石群による着磁方向を上記のように構成したのは、固定子コイルの誘起電圧を正弦波状にするためであり、固定子コイルの誘起電圧を正弦波状にする必要のない用途では、この限りではない。すなわち回転子の外周面に向かう方向または回転子の中心部に向かう方向に着磁された各永久磁石群の各着磁方向が平行であっても構わない。

つぎに、これらの穴２０ａ，２０ｂのより詳細な位置について、穴２０ａを例に図５を参照して説明する。図５は、図３に示す磁石挿入穴の周辺部を拡大した部分拡大図である。

図５には、回転子鉄心６の中心を通り、一の永久磁石群と他の永久磁石群とから等距離にある磁極間中心線３０ａが引かれている。穴２０ａは、磁石挿入穴７ａと回転子鉄心６の外周端との間に形成されるブリッジ部１１ａよりも紙面右側、すなわちブリッジ部１１ａを基準に磁極間中心線３０ａの反対側に設けられている。この穴２０ａの位置は、機械的な観点と、電気的な観点とから、好ましい位置が存在する。

ここで、機械的な観点とは遠心力強度の観点であり、電気的な観点とは漏れ磁束および無負荷誘起電圧に関する観点である。穴２０ａを回転子鉄心６の外周端に近い側に設けた場合、回転子鉄心６の遠心力強度が低下する。したがって、回転子鉄心６の遠心力強度が問題になる場合、穴２０ａを、可能な限り、回転子鉄心６の中心部側に配置することが要請される。

図５に示す例は、磁石挿入穴７ａの外周部に最も近い端部２８ａを通り、回転子鉄心６の外周端に並行且つ仮想的に引かれる曲線２４ａよりも中心部側に設ける場合の一例であり、好ましい実施態様の一つである。というのも、磁石挿入穴７ａは、通常、遠心力強度を考慮して設計されると共に、穴２０ａの径は、例えば△△ｋＷ級のモータであっても○○ｍｍ程度であり、磁石挿入穴７ａの大きさに比して非常に小さい。このため、磁石挿入穴７ａを曲線２４ａよりも中心部側に配置する限りにおいては、遠心力強度低下の問題は生じない。なお、遠心力強度に余裕がある場合、穴２０ａの一部もしくは全部が遠心力強度の余裕度に応じて、曲線２４ａよりも外周部側に位置していたとしても構わないことは無論である。

図６および図７は、上記で触れた電気的な観点のうちの漏れ磁束に関する問題を説明する図であり、図６は、実施の形態１における漏れ磁束の影響を説明する図であり、図７は、比較例としての従来例における漏れ磁束の影響を説明する図である。

永久磁石８ａ〜８ｃで発生した磁束は、固定子鉄心３のコアバック部１５（図１参照）を通った後に再び回転子鉄心６に戻ってくる（図示せず）。しかしながら、図６に示すように、一部の磁束は、コアバック部１５に向かわずに永久磁石８に戻ってくるような、回転子鉄心６の内部に留まり、回転子鉄心６内でループとなる漏れ磁束１２がある。この漏れ磁束１２は、トルクに寄与することなく、また、鉄損の増加要因となるため、可能な限り抑制することが好ましい。

そこで、本実施の形態における回転子５では、概略Ｕ字状に配置する永久磁石群に関し、図４に示すように、磁石挿入穴７の両側面部側の空洞部が両側面部以外の空洞部よりも大きくなるようにしている。具体的な構成で見ると、磁石挿入穴７ｂに永久磁石８ｂを埋め込むことによって生じた空洞部９ｂ１と９ｂ２の大きさは概略等しく、磁石挿入穴７ａに永久磁石８ａを埋め込むことによって生じた空洞部９ａ１と９ａ２とでは、空洞部９ａ１の方が大きくなるように磁石挿入穴７ａを形成し、磁石挿入穴７ｃに永久磁石８ｃを埋め込むことによって生じた空洞部９ｃ１と９ｃ２とでは、空洞部９ｃ２の方が大きくなるように磁石挿入穴７ｃを形成している。

別言すれば、本実施の形態における回転子５では、回転子鉄心６の外周部側に形成される空洞部（例えば空洞部９ａ１）の方が、回転子鉄心６の中心部側に形成される空洞部（例えば空洞部９ａ２，９ｂ１，…）よりも大きな空間となるように磁石挿入穴７の形状を形成している。このように構成された回転子鉄心６によれば、永久磁石８による漏れ磁束１２は、永久磁石８ａ，８ｂ間に形成されるブリッジ部１０ａと、永久磁石８ｂ，８ｃ間に形成されるブリッジ部１０ｂと、永久磁石８ａ，８ｃと回転子鉄心６の外周面との間にそれぞれ形成されるブリッジ部１１ａ，１１ｂとが磁束の経路となる。したがって、これらの磁束経路を狭くすることにより、漏れ磁束１２を低減することが可能となる。

ここで、ブリッジ部１０ａ，１０ｂおよび１１ａ，１１ｂのうち、特にブリッジ部１１ａ，１１ｂについては、遠心力強度とのトレードオフとなる。ところが、本実施の形態における回転子５では、永久磁石の個数を３個に分割して、１個あたりの永久磁石の重さを低減すると共に、これら３個の永久磁石を図示のように曲率を持たせて概略Ｕ字形状に並べて配置しているので、従来の構成に比して、ブリッジ部１１ａ，１１ｂの薄肉化が可能となり、これらのブリッジ部を通過する漏れ磁束の低減が可能となる。

一方、図７は、上記特許文献１に開示された回転子鉄心の図６に対応する部分を示しており、この回転子鉄心１０６では、永久磁石の組である永久磁石１０８ａ，１０８ｂが外周面に向かってＶ字形状に配置されている。ここで、特許文献１に開示された回転子鉄心では、２個の永久磁石を一組とするものであるため、同一の界磁力を得るためには、実施の形態１のものよりも１個あたりの重量は大きくなる。また、特許文献１では、回転子鉄心１０６の外周面に溝１２０を設けているため、遠心力強度は実施の形態１の回転子鉄心６よりも小さくなる。したがって、特許文献１の回転子鉄心における永久磁石１０８ａ，１０８ｂの位置は、実施の形態１のものよりも、より中心部側に設ける必要がある。このとき、対向する固定子鉄心に向かわずに回転子鉄心１０６の内部に留まって自身に戻ってくる漏れ磁束１１２は、図７に示すように本実施の形態による漏れ磁束１２よりも大きくなる。漏れ磁束１１２が大きくなると、回転トルクが小さくなり、鉄損も増大するため、回転子鉄心１０６の外周面に溝１２０を設けることによる弊害も大きくなって行く。

つぎに、電気的な観点のうちの無負荷誘起電圧について説明する。図８は、穴２０ａの位置に応じて変化する無負荷誘起電圧のうちの（ｎ−１）次高調波成分（図８の例では１１次高調波成分）と、（ｎ＋１）次高調波成分（図８の例では１３次高調波成分）との振幅和に関するシミュレーション結果を示すグラフである。ここで、この次数ｎは、固定子のスロット数をｍ、永久磁石群の極対数をｐとするとき、ｎ＝ｍ／ｐの式で表される整数である。本実施の形態の永久磁石型回転電機では、固定子のスロット数は３６であり、永久磁石群の極対数は３であるため、ｎ＝（３６／３）＝１２となり、図８の例では、１１次高調波成分と１３次高調波成分との振幅和を評価指標として示している。なお、図８には、永久磁石８ａ〜８ｃによって発生するトルク（マグネットトルク）に大きく関係する無負荷誘起電圧の基本波成分についても併せて示している。

図８において、横軸に示す角度θは、磁極間中心線３０ａを基準軸とする穴２０ａの位置を電気角にて表したものである（図９参照）。なお、図９には、隣接する磁極間中心線３０ｂが図示されているが、磁極間中心線３０ａ，３０ｂ間の電気角は１８０度であり、穴２０ａの対称位置には、磁極間中心線３０ｂを基準軸とする穴２０ｂが設けられるため、穴２０ａに関する電気角θの変域は、０〜９０°の範囲となる。

図８の波形を参照すると、電気角θ＝θ１，θ２，θ３（θ１＜θ２＜θ３）において、無負荷誘起電圧の高調波成分が極小値をとることが分かる。

ここで、穴２０ａが磁極間付近にある場合（θ＝θ１）、無負荷誘起電圧の高調波成分は抑制され、且つ、基本波成分も大きいため、永久磁石で発生するマグネットトルクは殆ど低減しない。しかしながら、回転子鉄心６の表面の鋼の部分と固定子コイルとの間で生じた磁束によって発生するトルク（リラクタンストルク）は、穴２０ａによる空隙によって小さくなってしまう。このため、リラクタンストルクを損なうことなく、無負荷誘起電圧を抑えるためには、図９に示すように、穴２０ａの位置を表す電気角θを、θ＞Ａとする必要がある。なお、このＡは、回転子鉄心６の外周側端部に対して最も近い位置にあり、且つ、磁極間中心線３０ａに対して最も遠い位置にある端部２８ａの磁極間中心線３０ａを基準とする電気角である。したがって、図８の例において、穴２０ａの好ましい位置は、電気角θ２，θ３もしくは、これら近傍の電気角位置である。

また、上述したように穴２０ｂは、磁極間中心線３０ｂを基準軸として穴２０ａの対称位置に設けられることになる。したがって、例えば磁極間中心線３０ａを基準とする電気角θ２もしくはその近傍位置に穴２０ａを設けた場合には、磁極間中心線３０ｂを基準とする電気角−θ２もしくはその近傍位置に穴２０ｂが設けられ、磁極間中心線３０ａを基準とする電気角θ３もしくはその近傍位置に穴２０ａを設けた場合には、磁極間中心線３０ｂを基準とする電気角−θ３もしくはその近傍位置に穴２０ｂが設けられることになる。

すなわち、穴２０ａ，２０ｂは、概略Ｕ字状に並べて配置される永久磁石８ａ〜８ｃ（永久磁石群）と、回転子鉄心６の外周部との間であり、且つ、永久磁石の極対数をｐとし、固定子のスロット数をｍとするとき、無負荷誘起電圧の（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と、（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置に配置される。なお、ｍ／ｐの値は３以上の整数値をとり、この値が実数になることはない。

また、穴２０ａ，２０ｂに関する上記の配置位置は、リラクタンストルクを損なうことなく無負荷誘起電圧を抑えるための配置位置である。したがって、リラクタンストルクを多少犠牲にしてもよい用途では、無負荷誘起電圧が極小となる位置もしくは、その近傍位置であれば、概略Ｕ字状に並べて配置される永久磁石群の外側位置であっても構わない。

以上説明したように、実施の形態１の永久磁石型回転電機によれば、磁極間の中心線を基準として対称形を成す一対の穴を各磁極毎に設ける際、回転子鉄心の外周部近傍であり、且つ、永久磁石の極対数をｐとし、固定子のスロット数をｍとするときの無負荷誘起電圧の（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置に設けることとしたので、遠心力に対する強度を保持しつつ、無負荷誘起電圧の低減が可能となる。

なお、固定子鉄心３および回転子鉄心６を製作する場合、まず、固定子鉄心３を構成する磁性鋼板を打ち抜いた後、残余の部分を利用して回転子鉄心６を製作することが一般的である。この場合、回転子鉄心６を構成する磁性鋼板を固着一体化した後に、回転空隙１８（図１参照）を形成するために回転子端部面を切削する作業が必要となる。よって、特許文献１のような溝を形成する場合、磁性鋼板に形成しておく溝は、予め回転子端部面を切削する際の削り代分を準備して置かねばならない。この点、実施の形態１の場合には、磁性鋼板を製作する段階で、穴の大きさを決定できると共に、回転子端部面の溝の形状等に留意する必要は全くないので、製造工程を簡素化することが可能となる。

また、実施の形態１の永久磁石型回転電機において、回転子鉄心上に設ける一対の穴の位置を概略Ｕ字状に並べて配置される永久磁石群と、回転子鉄心の外周部との間とすれば、リラクタンストルク低下の影響を小さくすることができ、駆動トルクの低下を抑制することが可能となる。

なお、上記説明では、穴２０ａ，２０ｂや、永久磁石８ａ〜８ｃが埋め込まれた磁石挿入穴７ａ〜７ｃにおける空洞部９ａ１，９ａ２，９ｂ１，９ｂ２，９ｃ１，９ｃ２は空隙として説明したが、これらの空隙に接着剤等の非磁性部材を流し込むようにしても構わない。接着剤等の非磁性部材を流し込むことにより、永久磁石８ａ〜８ｃをより強固に保持することが可能になると共に、回転子鉄心６の遠心力強度も高めることが可能となる。

実施の形態２．
実施の形態１では、回転子鉄心６の外周部近傍に無負荷誘起電圧の低減を可能とする穴２０ａ，２０ｂを設けるようにしているが、これらの穴２０ａ，２０ｂの部分をかしめ構造としてもよい。穴２０ａ，２０ｂの部分をかしめ構造とした場合、かしめ構造部分の磁気特性を空気に近づけることができるので、かしめ構造部分に穴を開けて空隙を設けたことと等価となり、無負荷誘起電圧の発生を低減することが可能となる。すなわち、穴２０ａ，２０ｂの部分をかしめ構造とすることにより、回転子鉄心６を構成する磁性鋼板を固着して一体化する作用と、無負荷誘起電圧の発生を低減する作用との、双方の作用を得ることができる。

なお、上述したかしめ構造は、任意であり、かしめ部分に穴を開ける抜きかしめ構造を採用してもよいし、かしめ部分に穴を開けないかしめ構造を採用しても構わない。

実施の形態３．
図１０は、本発明の実施の形態３にかかる永久磁石型回転電機の回転子の構造の一部を示す模式断面図である。同図の永久磁石型回転電機では、図９に示した穴２０ａ，２０ｂに代え、回転子鉄心６の外周端に溝３２ａ，３２ｂを設けた構成としている。なお、その他の構成については、図９に示した実施の形態１の構成と同一または同等であり、共通の部位には、同一の符号を付して示している。

図１０において、溝３２ａ，３２ｂの位置は、実施の形態１のときと同様であり、溝３２ａの位置に応じて変化する無負荷誘起電圧のうちの（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と、（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和が最小となる位置もしくは、その近傍位置に溝３２ａを設けると共に、磁極間中心線３０ｂを基準軸とする溝３２ａの対称位置もしくは、その近傍位置に溝３２ｂを設ければよい。

なお、溝３２ａ，３２ｂの形状は矩形とすることが好ましい。溝３２ａ，３２ｂの形状を矩形とすれば、回転子端部面を切削する際の削り代分の考慮が容易になると共に、切削後の溝の形状に関する対称性が容易に得られる。

また、以上の実施の形態１〜３に示した構成は、本発明の構成の一例であり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、一部を省略する等、変更して構成することも可能であることは言うまでもない。

例えば、実施の形態１〜３では、１極あたり３個の永久磁石を有する回転子の構成を例示したが、１極あたり４個以上の永久磁石を有する回転子を構成しても構わない。

また、実施の形態１〜３では、磁石挿入穴７に埋め込む永久磁石８として、例えば図４に示すような概略矩形形状のものを例示したが、このような矩形形状に限定されるものではなく、例えば台形形状のものを用いてもよく、また、回転子鉄心６の外周部の形状に合わせて永久磁石８の外周部側の角部を面取りするようにしても構わない。

以上のように、本発明にかかる永久磁石型回転電機は、遠心力に対する強度を保持しつつ、無負荷誘起電圧の低減を可能とする発明として有用である。

１ 永久磁石型電動機
２ 固定子
３ 固定子鉄心
３ａ スロット
３ｂ ティース
４ 固定子コイル
５ 回転子
６，１０６ 回転子鉄心
７，７ａ〜７ｃ 磁石挿入穴
８，８ａ〜８ｃ，１６，１６ａ〜１６ｃ，１０８ａ，１０８ｂ 永久磁石
９，９ａ１，９ａ２，９ｂ１，９ｂ２，９ｃ１，９ｃ２ 空洞部
１０ａ，１０ｂ，１１ａ，１１ｂ ブリッジ部
１２，１１２ 漏れ磁束
１５ コアバック部
１８ 回転空隙
２０，２０ａ，２０ｂ 穴
２４ａ 曲線
２８ａ 端部
３０ａ，３０ｂ 磁極間中心線
３２ａ，３２ｂ，１２０ 溝

Claims (4)

1. スロットの内部に固定子コイルを収納する複数のスロットを有する固定子と、
   前記固定子に回転空隙を介して回転可能に配置される回転子鉄心を有し、この回転子鉄心の内部に１極あたり３個以上の永久磁石が埋め込まれる回転子と、
   を備え、
   前記回転子鉄心には前記永久磁石を埋め込む磁石挿入穴が回転子の外周面に向かって概略Ｕ字状に並べて設けられ、前記各磁石挿入穴に埋め込まれた永久磁石の側面部には空洞部が形成されると共に、
   前記回転子鉄心の外周部近傍には、磁極間の中心線を基準として対称形を成す一対の穴が各磁極毎に設けられ、
   前記永久磁石の極対数をｐとし、当該極対数ｐの３以上の整数倍の値をとる前記固定子のスロット数をｍとするとき、
   前記一対の穴は、前記回転子の回転によって前記固定子に発生する無負荷誘起電圧の（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と、（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置に設けられている
   ことを特徴とする永久磁石型回転電機。
2. スロットの内部に固定子コイルを収納する複数のスロットを有する固定子と、
   前記固定子に回転空隙を介して回転可能に配置される回転子鉄心を有し、この回転子鉄心の内部に１極あたり３個以上の永久磁石が埋め込まれる回転子と、
   を備え、
   前記回転子鉄心は、積層した電磁鋼板をかしめによって一体化する構造であり、
   前記回転子鉄心には前記永久磁石を埋め込む磁石挿入穴が回転子の外周面に向かって概略Ｕ字状に並べて設けられ、前記各磁石挿入穴に埋め込まれた永久磁石の側面部には空洞部が形成され、
   前記電磁鋼板に対するかしめ位置は、前記回転子鉄心の外周部近傍位置であり、且つ、前記回転子の回転によって前記固定子に発生する無負荷誘起電圧の（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と、（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置である
   ことを特徴とする永久磁石型回転電機。
3. スロットの内部に固定子コイルを収納する複数のスロットを有する固定子と、
   前記固定子に回転空隙を介して回転可能に配置される回転子鉄心を有し、この回転子鉄心の内部に１極あたり３個以上の永久磁石が埋め込まれる回転子と、
   を備え、
   前記回転子鉄心には前記永久磁石を埋め込む磁石挿入穴が回転子の外周面に向かって概略Ｕ字状に並べて設けられ、前記各磁石挿入穴に埋め込まれた永久磁石の側面部には空洞部が形成されると共に、
   前記回転子鉄心の外周端には、磁極間の中心線を基準として対称形を成す一対の溝が各磁極毎に形成され、
   前記永久磁石の極対数をｐとし、当該極対数ｐの３以上の整数倍の値をとる前記固定子のスロット数をｍとするとき、
   前記一対の溝は、前記回転子の回転によって前記固定子に発生する無負荷誘起電圧の（ｍ／ｐ−１）次高調波成分と、（ｍ／ｐ＋１）次高調波成分との振幅和を極小とする位置もしくはその近傍位置に設けられている
   ことを特徴とする永久磁石型回転電機。
4. 前記穴の位置、前記かしめ位置または前記溝の位置は、概略Ｕ字状に並べて配置されている永久磁石群と回転子鉄心の外周部との間であることを特徴とする請求項１または３に記載の永久磁石型回転電機。

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