JPWO2017130309A1 - 着磁方法、回転子、電動機およびスクロール圧縮機 - Google Patents

Abstract

着磁方法は、磁石挿入孔（２３）を有する回転子鉄心（２１）と、磁石挿入孔（２３）内に配置された永久磁石（３０）とを備えた回転子（２０）を用意するステップと、回転子（２０）を、巻線（８）が巻回されたティース（１２）に対向するように配置するステップと、回転子（２０）を、磁石挿入孔（２３）の回転子鉄心（２１）の周方向における中心が巻線（８）の当該周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、巻線（８）に電流を流すステップと、回転子（２０）を、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、巻線（８）に電流を流すステップとを有する。第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

Description

この発明は、永久磁石埋込型の電動機の回転子、その着磁方法、回転子を用いた電動機およびスクロール圧縮機に関する。

永久磁石埋込型の電動機では、磁性部材を取り付けた回転子を固定子または着磁ヨーク内に組み込み、固定子または着磁ヨークの巻線に電流を流して着磁磁束を発生させ、磁性部材を着磁して永久磁石としている。

従来より、磁性部材を均一に着磁するために、回転子の回転位置を変化させて２回の着磁を行うことが提案されている。すなわち、ある回転位置で１回目の着磁を行ったのち、回転子を回転させて２回目の着磁を行うことが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開平１１−２６６５７０公報（段落００３５、図４，５参照）

しかしながら、２回目の着磁処理の際には、永久磁石の既に着磁された部分と着磁磁束との作用で吸引力または反発力が発生する。そのため、回転子のシャフトを強い力で保持しなければならず、シャフトを保持する治具等の強度を高める必要がある。

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、回転子のシャフトを保持するために必要な力を低減し、永久磁石の着磁を簡単にすることを目的とする。

本発明の着磁方法は、磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、磁石挿入孔内に配置された永久磁石とを備えた回転子を用意するステップと、回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置するステップと、回転子を、磁石挿入孔の回転子鉄心の周方向における中心が巻線の当該周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、巻線に電流を流すステップと、回転子を、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、巻線に電流を流すステップとを有する。第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

本発明の回転子は、磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、磁石挿入孔内に配置された永久磁石とを備える。永久磁石の着磁は、回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置し、回転子を、磁石挿入孔の回転子鉄心の周方向における中心が巻線の当該周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、巻線に電流を流し、回転子を、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、巻線に電流を流すことによって行われている。第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

本発明の電動機は、固定子と、固定子の内側に設けられた回転子とを備える。回転子は、磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、磁石挿入孔内に配置された永久磁石とを備える。永久磁石の着磁は、回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置し、回転子を、磁石挿入孔の回転子鉄心の周方向における中心が巻線の当該周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、巻線に電流を流し、回転子を、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、巻線に電流を流すことによって行われている。第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

本発明のスクロール圧縮機は、密閉容器と、密閉容器内に配設された圧縮機構と、圧縮機構を駆動する電動機とを備える。電動機は、固定子と、固定子の内側に配置された回転子とを備える。回転子は、磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、磁石挿入孔内に配置された永久磁石とを備える。永久磁石の着磁は、回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置し、回転子を、磁石挿入孔の回転子鉄心の周方向における中心が巻線の当該周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、巻線に電流を流し、回転子を、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、巻線に電流を流すことによって行われている。第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

本発明によれば、回転子を第１の回転方向および第２の回転方向に回転させることにより、永久磁石の一端部側および他端部側において、着磁磁束の方向と磁化容易方向とを平行に近づけて着磁を行うことができる。また、第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることにより、第２の着磁工程で回転子に発生する力を抑制することができる。これにより、回転子のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

本発明の実施の形態１における回転子の永久磁石を着磁するための構成を示す断面図である。 実施の形態１の回転子の一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１の第１の着磁工程（Ａ）および第２の着磁工程（Ｂ）を説明するための模式図である。 実施の形態１における基準状態（Ａ）、第１の着磁工程（Ｂ）および第２の着磁工程（Ｃ）での永久磁石と着磁磁束との関係を示す模式図である。 実施の形態１における回転子の角度と着磁電流との関係を示すグラフである。 実施の形態１における回転子の角度と回転子に発生する力との関係を示すグラフである。 実施の形態における着磁電流と回転子に発生する力との関係を示すグラフである。 実施の形態１の回転子における永久磁石の取り付け位置を説明するための断面図である。 実施の形態１の電動機を用いたスクロール圧縮機の構成を示す断面図である。 本発明の実施の形態２における回転子の永久磁石を着磁するための構成を示す断面図（Ａ）、および回転子の一部を拡大して示す断面図（Ｂ）である。 本発明の実施の形態３の電動機の構成を示す断面図である。 実施の形態３の着磁方法を説明するための断面図である。 本発明の実施の形態４の回転子の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施の形態５の回転子の構成を示す断面図である。 実施の形態５の回転子の一部を拡大して示す断面図である。 本発明の実施の形態６の回転子の一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態６の回転子の積層構造の一例を示す図である。 実施の形態６の回転子の積層構造の他の例を示す図である。 変形例の回転子の構成を示す断面図である。 変形例の回転子の構成（Ａ）（Ｂ）を示す断面図である。

実施の形態１．
＜電動機の構成＞
まず、本発明の実施の形態１について説明する。実施の形態１は、永久磁石埋込型の電動機において、回転子に取り付けた永久磁石を着磁する際に、着磁に必要な電流を低減すると共に、永久磁石と着磁磁束との作用により回転子に生じる力を抑制することを目的としている。

図１は、本発明の実施の形態１における回転子２０の永久磁石３０を着磁するための構成を示す断面図である。この図１は、回転子２０の回転軸に直交する面における断面図である。回転子２０は、例えばスクロール圧縮機３００（図９参照）に用いられる永久磁石埋込型電動機の回転子である。

図１に示すように、回転子２０の永久磁石３０を着磁するために、着磁ヨーク１１が用いられる。着磁ヨーク１１は、環状のヨーク部１３と、ヨーク部１３から径方向内側に突出する複数（ここでは４つ）のティース１２とを有している。隣り合うティース１２の間には、スロットが形成される。着磁ヨーク１１は、例えば厚さ０．３５ｍｍの複数の電磁鋼板（積層要素）を回転軸方向に積層することにより構成されている。

着磁ヨーク１１の各ティース１２には、巻線８（コイル）が巻回されている。ティース１２と巻線８との間には、図示しない絶縁部（インシュレータ等）が介在している。各ティース１２は、その突出側（径方向内側）の先端部１４が、周方向に広がった形状を有している。隣り合うティース１２の先端部１４の間には、空隙１５が形成されている。

＜回転子の構成＞
回転子２０は、回転子鉄心２１と、回転子鉄心２１に取り付けられた永久磁石３０とを有している。回転子鉄心２１は、例えば厚さ０．３５ｍｍの複数の電磁鋼板（積層要素）を回転軸方向に積層することにより構成されている。回転子鉄心２１は、円筒形状を有しており、その中央（径方向中心）には、回転軸となるシャフトを貫通させるシャフト孔２２が形成されている。

以下では、回転子鉄心２１の外周（円周）に沿った方向を、単に「周方向」と称する。また、回転子鉄心２１の軸方向（回転軸の方向）を、単に「軸方向」と称する。また、回転子鉄心２１の半径方向を、単に「径方向」と称する。

回転子鉄心２１の外周面に沿って、永久磁石３０が挿入される複数（ここでは４つ）の磁石挿入孔２３が形成されている。磁石挿入孔２３は、回転子鉄心２１の周方向に均等に配置されている。

図２は、回転子２０において磁石挿入孔２３が形成された部分を拡大して示す断面図である。磁石挿入孔２３は、周方向に沿って直線的に延在している。ここでは、磁石挿入孔２３は、その周方向中心（すなわち磁極の中心）における回転子鉄心２１の径方向に直交する方向に延在している。

永久磁石３０は、回転子鉄心２１の軸方向に長い板状の部材であり、回転子鉄心２１の周方向に幅を有し、径方向に厚さを有している。永久磁石３０は、例えば径方向内側がＮ極、径方向外側がＳ極というように、回転子鉄心２１の径方向（すなわち永久磁石３０の厚さ方向）に着磁している。永久磁石３０は、例えばネオジウム希土類磁石で構成されているが、これについては後述する。

ここでは、１つの磁石挿入孔２３に１つの永久磁石３０が挿入されており、１つの永久磁石３０が１磁極を構成している。回転子２０には４つの永久磁石３０が取り付けられるため、回転子２０全体で４極となる。但し、後述するように、１つの磁石挿入孔２３に複数の永久磁石３０が挿入され、複数の永久磁石３０で１磁極を構成してもよい（図１０参照）。

磁石挿入孔２３の周方向における寸法は、永久磁石３０の幅よりも長い。磁石挿入孔２３の周方向の両端部には、空隙である漏れ磁束抑制部２４を有している。この漏れ磁束抑制部２４は、極間における永久磁石３０の漏れ磁束を抑制するためのものである。ここでは、漏れ磁束抑制部２４は、磁石挿入孔２３の周方向端部に近づくほど幅が狭くなるような傾斜面２４ａを有している。

回転子鉄心２１において、磁石挿入孔２３の径方向外側には、スリット２５が形成されている。スリット２５の内部は空隙であるが、非磁性材料（図１９参照）であってもよい。すなわち、スリット２５は、磁束の通過を抑制する部分である。このスリット２５は、後述する永久磁石３０の着磁の際に、永久磁石３０と着磁磁束との作用で回転子２０に発生する力を抑制するために設けられている。

スリット２５は、磁石挿入孔２３の周方向の中心（すなわち磁極の中心）に対して、互いに対称な位置に配置されている。より具体的には、スリット２５は、磁石挿入孔２３の周方向の両端にそれぞれ配置されている。

スリット２５は、回転子鉄心２１の周方向に長い形状を有している。より具体的には、スリット２５は、径方向外側と径方向内側にそれぞれ位置する内壁２５ａ，２５ｂと、これらの端部同士をつなぐ内壁２５ｃ，２５ｄとを有している。内壁２５ａ，２５ｂは、回転子鉄心２１の外周と平行に延在している。

＜永久磁石の着磁方法＞
次に、この実施の形態における永久磁石３０の着磁方法について説明する。図３（Ａ）および（Ｂ）は、永久磁石３０の着磁方法における第１の着磁工程および第２の着磁工程をそれぞれ示す模式図である。図４（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）は、基準状態、第１の着磁工程および第２の着磁工程における永久磁石３０と着磁磁束との関係を示す模式図である。

永久磁石３０の着磁は、永久磁石３０となる磁性材料を回転子鉄心２１の磁石挿入孔２３に挿入して回転子２０を構成した状態で行う。永久磁石３０の着磁には、大きく分けて、２つの方法がある。

１つは、電動機の固定子とは別の着磁ヨーク１１（図１）を用いる方法である。この場合には、回転子２０を着磁ヨーク１１に組み込み、着磁ヨーク１１に巻回した巻線８に電流を流して着磁磁束を発生させ、回転子２０の磁石挿入孔２３に挿入した永久磁石３０を着磁する。

もう１つは、電動機の固定子１０（図１１参照）を用いる方法である。この場合には、回転子２０を固定子１０の内側に組み込み、さらに固定子１０を圧縮機（例えば図９に示すスクロール圧縮機３００）に取り付ける。そして、固定子１０の巻線（例えば図１１に示す巻線９）に電流を流して着磁磁束を発生させ、回転子２０の磁石挿入孔２３に挿入した永久磁石３０を着磁する。

以下では、図１に示した着磁ヨーク１１を用いた永久磁石３０の着磁方法について説明する。なお、永久磁石３０は、着磁される前は磁性材料であるが、説明の便宜上、永久磁石３０と称する。

まず、図１に示すように、回転子２０を着磁ヨーク１１に組み込み、回転子２０の外周面をティース１２に対向させる。このとき、回転子２０を、磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線８の周方向の両端の中間部（矢印Ａで示す）に対向する回転位置（回転基準位置）に配置する。

磁石挿入孔２３の周方向の中心は、回転子２０の磁極の中心に相当する。また、巻線８の周方向の両端（以下、周方向両端）の中間部は、巻線８に流れる電流によって生じる着磁磁束の中心に相当する。図１に示した例では、１つの永久磁石３０に１つの巻線８が対向するため、巻線８の周方向両端の中間部は、巻線８の巻軸と一致している。

なお、電動機の固定子１０（図１１，１２）を用いて永久磁石３０を着磁する場合には、回転子２０を、磁石挿入孔２３の周方向の中心が固定子１０の巻線の周方向両端の中間部に対向する回転位置（例えば図１２の場合、上側の磁石挿入孔２３の周方向の中心が、巻線９２，９３の周方向両端の中間部に対向する回転位置）に配置する。

次に、図３（Ａ）に示すように、上記の回転位置（図１）から反時計回り（第１の回転方向）に第１の角度θ１だけ回転させる。

回転子２０の回転は、回転子２０の中心のシャフト孔２２（図１）に係合するシャフト（例えば図９に示すスクロール圧縮機３００のシャフト３０６）を、治具を用いて回転させることによって行う。なお、回転子２０は、例えば焼嵌めまたはキー溝により、シャフト孔２２に挿入されたシャフトと一体的に回転するように構成されている。

図４（Ａ）において、永久磁石３０は、着磁される前は板状の磁性部材であり、その厚さ方向が磁化容易方向Ｅである。図４（Ａ）では、永久磁石３０を幅方向に３つに分け、中央部３１、第１の端部３２および第２の端部３３として示す。

回転子２０を第１の回転方向に第１の角度θ１（図３（Ａ））だけ回転させると、図４（Ｂ）に示すように、永久磁石３０の第１の端部３２から中央部３１にかけての領域で、巻線８を流れる電流（着磁電流とも称する）によって生じる着磁磁束の方向（太線矢印で示す）と磁化容易方向Ｅとが平行に近づく。そのため、永久磁石３０の第１の端部３２から中央部３１にかけての領域（永久磁石３０の一端部側と称する）が効率よく着磁される。

次に、図３（Ｂ）に示すように、回転子２０を、上記の回転位置（図１）から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させる。

これにより、図４（Ｃ）に示すように、永久磁石３０の第２の端部３３から中央部３１にかけての領域で、着磁磁束の方向（太線矢印で示す）と磁化容易方向Ｅとが平行に近づく。そのため、永久磁石３０の第２の端部３３から中央部３１にかけての領域（永久磁石３０の他端部側と称する）が効率よく着磁される。

このように、回転子２０の回転位置を変えることによって、永久磁石３０の一端部側および他端部側の両方で、着磁磁束の方向と磁化容易方向Ｅとを平行に近づけて、効率よく着磁を行うことができる。そのため、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流（着磁電圧）を低減することができ、且つ永久磁石３０を均一に着磁することができる。

なお、ここでは、第１の着磁工程（図３（Ａ））および第２の着磁工程（図３（Ｂ））を行っているが、さらに着磁工程を加えて３回以上の着磁工程を行ってもよい。

＜着磁工程における回転子の角度＞
上述した第１の着磁工程（図３（Ａ））では、永久磁石３０の一端部側が着磁される。そのため、第２の着磁工程（図３（Ｂ））では、永久磁石３０の既に着磁された部分と、巻線８を流れる電流によって生じる着磁磁束との作用によって、力（吸引力または反発力）が発生する。この力は、回転子２０をシャフトの周りに回転させる方向に作用する。

回転子２０に係合するシャフトは、治具によって保持されている。着磁の際に回転子２０を回転しないように保持するためには、回転子２０のシャフトを強い力で保持しなければならず、治具の強固なものにする必要が生じる。

以下では、着磁電流を低減し、且つ永久磁石３０と着磁磁束との作用により回転子２０に生じる力を抑制するための、第１の着磁工程における第１の角度θ１および第２の着磁工程における第２の角度θ２の望ましい範囲について説明する。

図５は、回転子２０の角度と、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流との関係を示すグラフである。回転子２０の角度は、電気角で示している。例えば回転子２０が４つの磁極を有する場合には、機械角の１８０度が電気角の３６０度に相当する。例えば回転子２０が６つの磁極を有する場合には、機械角の１２０度が電気角の３６０度に相当する。

図６は、第２の着磁工程（図３（Ｂ））における回転子２０の第２の角度θ２と、回転子２０に発生する力との関係を示す図である。回転子２０の第２の角度θ２は、電気角で示している。図６において、曲線Ａは、回転子２０にスリット２５を設けた場合を示し、曲線Ｂは、回転子２０にスリット２５を設けない場合を示す。

図５のグラフから、回転子２０の角度θ（電気角）が０〜１０度の範囲で、永久磁石３０を着磁するための着磁電流が大幅に減少し、１０〜３５度の範囲であれば、永久磁石３０を着磁するための着磁電流が少なく抑えられることが分かる。また、図６の曲線Ａおよび曲線Ｂから、第２の角度θ２が小さいほど、回転子２０に作用する力が小さいことが分かる。

図５および図６の結果から、第１の着磁工程における第１の角度θ１および第２の着磁工程における第２の角度θ２の望ましい範囲が得られる。

すなわち、第１の着磁工程は、永久磁石３０がまだ着磁されていない状態で行うため、永久磁石３０（この段階では磁性材料）と着磁磁束との作用により力は発生しない。そのため、第１の角度θ１は、着磁電流を低減するという観点から、図５の結果に基づき、１０〜３５度（電気角）の範囲内であることが望ましい。

一方、第２の着磁工程は、永久磁石３０の一端部側が着磁された状態で行うため、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用で回転子２０に力が発生する。そのため、第２の角度θ２の望ましい範囲は、第１の角度θ１の望ましい範囲とは異なる。すなわち、図６の結果から、第２の角度θ２は、できるだけ小さいことが望ましい。

これらの結果から、第１の角度θ１は、１０〜３５度の範囲内にあることが望ましいことが分かる。また、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さいことが望ましいことが分かる。

この点について、さらに説明する。図７は、第２の着磁工程における着磁電流と回転子２０に発生する力との関係を示すグラフである。図７において、直線Ｃは、第２の角度θ２を２０度（電気角）とした場合のデータを示し、直線Ｄは，第２の角度θ２を１０度（電気角）とした場合のデータを示す。

第２の角度θ２を２０度とした場合には、上述した図５から、着磁電流を低減することができる。そのため、例えば図７に点Ｅで示す着磁電流で永久磁石３０を着磁することができる。第２の角度θ２を１０度とした場合には、図５から、第２の角度θ２が２０度の場合より若干大きな着磁電流で永久磁石３０を着磁することができる。すなわち、図７に点Ｆで示す着磁電流で永久磁石３０を着磁することができる。

図７に示した点Ｅと点Ｆとを比較すると、第２の角度θ２の大きい点Ｅの方が、回転子２０に作用する力が大きいことが分かる。

この結果から、回転子２０に作用する力は、着磁電流よりも第２の角度θ２に大きく依存することが分かる。すなわち、回転子２０に作用する力を小さくするためには、第２の角度θ２をできるだけ小さくすることが望ましいことが分かる。

一方、巻線８に対する負荷を低減する観点、および、エネルギー消費量を低減する観点からは、着磁電流もできるだけ小さくすることが望ましい。特に、後述する図１１に示すように、電動機１の固定子１０を用いて永久磁石３０を着磁する場合には、固定子１０の巻線９へのダメージを抑制する必要があるため、巻線９をティース１８に強固に固定することができない。そのため、着磁の際に回転子２０に発生する力を抑制することができる本実施の形態は、電動機の固定子１０を用いて着磁を行う場合に特に効果が大きい。

以上の結果から、第１の着磁工程では、回転子２０の第１の角度θ１を１０〜３５度の範囲内とすることによって着磁電流を低減し、第２の着磁工程では、回転子２０の第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることによって、（着磁電流が増加したとしても）回転子２０に作用する力を低減することが望ましいことが分かる。なお、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さければよく、０度以上であればよい。

また、上記の通り、回転子２０の角度が０〜１０度（電気角）の範囲で、永久磁石３０を着磁するための着磁電流が低減し、１０〜３５度（電気角）の範囲であれば、永久磁石３０を着磁するための着磁電流が少なく抑えられることから、第２の角度θ２は、１０〜３５度の範囲が望ましい。

また、シャフト３０６（図９）と回転子２０とを焼嵌めで固定する場合には、キー溝で固定する場合と比較して、シャフト３０６と回転子２０とを固定する力が小さくなる傾向がある。上述したように、第１の着磁工程では、回転子２０の第１の角度θ１を１０〜３５度の範囲内とすることによって着磁電流を低減し、第２の着磁工程では、回転子２０の第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることによって、（着磁電流が増加したとしても）回転子２０に作用する力を低減することができる。そのため、本実施の形態は、シャフト３０６と回転子２０とを焼嵌めで固定した場合に特に効果が大きい。

＜永久磁石の材質＞
次に、永久磁石３０の材質について説明する。永久磁石３０は、鉄（Ｆｅ）、ネオジウム（Ｎｄ）、ボロン（Ｂ）およびディスプロシウム（Ｄｙ）を含有するネオジウム希土類磁石で構成されている。ディスプロシウムは保磁力を高めるために添加する物質であるが、レアアースであるため、含有量が多いと製造コストの上昇につながる。そのため、製造コストを低減するために、ディスプロシウムの含有量は４重量％以下とすることが望ましい。

一般に、ネオジウム希土類磁石におけるディスプロシウムの含有量を少なくすると、保磁力が低下する。そのため、永久磁石３０は、ディスプロシウムの含有量を抑えたことによる減磁を抑制するために、十分な厚さを有することでパーミアンスを大きくしている。一方、永久磁石３０は、厚さが増加するほど着磁しにくくなるため、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流が増加する。

この実施の形態１では、回転子２０を第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、第２の回転方向に第２の角度θ２（＜第１の角度θ１）だけ回転させて第２の着磁工程を行う。そのため、製造コストの低減のためにディスプロシウムの含有量を４重量％以下として回転子２０においても、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流を低減することができる。また、第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることで、第２の着磁工程で回転子２０に発生する力を抑制することができ、これにより回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、永久磁石３０では、ディスプロシウムの含有量の低減に伴う保磁力の低下をできるだけ小さく抑えるため、ディスプロシウムを拡散処理することが望ましい。但し、ディスプロシウムを拡散処理すると、着磁性が低下し、着磁に必要な着磁電流が増加する。

この実施の形態１では、上記の通り、回転子２０を第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、第２の回転方向に第２の角度θ２（＜第１の角度θ１）だけ回転させて第２の着磁工程を行うことにより、保磁力低下の抑制のためにディスプロシウムを拡散処理した回転子２０においても、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流を低減することができる。また、第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることで、第２の着磁工程で回転子２０に発生する力を抑制することができ、これにより回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

なお、永久磁石３０には、ディスプロシウムの代わりに、テルビウムを添加してもよい。テルビウムは保磁力を高めるために添加する物質であるが、ディスプロシウムと同様にレアアースであるため、含有量が多いと製造コストの上昇につながる。そのため、テルビウムの含有量は４重量％以下とする。また、ディスプロシウムの含有量の低減に伴う保磁力低下をできるだけ小さく抑えるため、ディスプロシウムを拡散処理することが望ましい。

この場合も、ディスプロシウムについて説明したように、パーミアンスを大きくするために永久磁石３０の厚さが増加し、またテルビウムの拡散処理によって着磁電流が増加する。しかしながら、上述した第１の着磁工程および第２の着磁工程を行うことで、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流を低減することができる。また、第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることで、第２の着磁工程で回転子２０に発生する力を抑制することができ、これにより回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

＜スリットの作用＞
図２に示したように、回転子２０は、永久磁石３０の径方向外側にスリット２５を有している。スリット２５（空隙部または非磁性材料）は磁束の通過を抑制するため、永久磁石３０の既に着磁された部分に流れる着磁磁束が減少する。また、スリット２５を設けたことにより、リラクタンストルクを低減することもできる。その結果、着磁磁束と永久磁石３０との作用で回転子２０に発生する力を抑制することができる。

上記の図６から、回転子２０にスリット２５を設けた場合（曲線Ａ）には、スリット２５を設けない場合（曲線Ｂ）と比較して、回転子２０に発生する力を５〜１０％低減できることが分かる。

このように、永久磁石３０の径方向外側にスリット２５を設けることで、回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。すなわち、シャフトを保持する治具を強固なものにする必要が無くなり、永久磁石３０の着磁工程を簡単にすることができる。

＜永久磁石の配置＞
図８は、回転子２０における永久磁石３０の望ましい配置位置を示す図である。図８では、回転子２０の隣り合う磁極の極間部を規定する直線２６を、一点鎖線で表している。ここでは、それぞれ極間部を規定する２直線２６が回転子２０の外周と交差する２つの交点２７を通る直線を、基準直線２８とする。

磁石挿入孔２３の少なくとも一部は、基準直線２８よりも径方向外側に配置されている。すなわち、磁石挿入孔２３に取り付けられる永久磁石３０の少なくとも一部は、基準直線２８よりも径方向外側に配置されている。

このように永久磁石３０を回転子２０の外周に接近させて配置することにより、永久磁石３０と着磁ヨーク１１（巻線８）との距離が短くなるため、永久磁石３０を通る磁束密度が高くなる。そのため、永久磁石３０の着磁に必要な電流を低減することができる（すなわち着磁性が向上する）。また、永久磁石３０を回転子２０の外周に接近させて配置することで、永久磁石３０の幅を大きく確保することができる。そのため、同一電流で得られる磁力が増加し、電動機の出力を大きくすることができる。

一方、永久磁石３０を回転子２０の外周に接近させて配置すると、永久磁石３０と着磁ヨーク１１（巻線８）との距離が短くなることで着磁性が改善する反面、第２の着磁工程（図３（Ｂ））において、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用で回転子２０に発生する力も大きくなる。

しかしながら、この実施の形態１では、第２の着磁工程における回転子２０の第２の角度θ２を、第１の着磁工程における回転子２０の第１の角度θ１よりも小さくしているため、回転子２０に発生する力を抑制することができる。

すなわち、永久磁石３０の少なくとも一部を、極間部を規定する２直線２６と回転子２０の外周との２つの交点２７を通る基準直線２８よりも径方向外側に配置し、且つ第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることにより、電動機１の出力を大きくすると共に、永久磁石３０の着磁性を改善し、さらに着磁の際に回転子２０に発生する力を抑制することができる。

＜スクロール圧縮機＞
次に、実施の形態１の回転子２０を有する電動機１を用いた圧縮機としてのスクロール圧縮機３００について説明する。図９は、スクロール圧縮機３００の構成を示す断面図である。スクロール圧縮機３００は、密閉容器３０７と、密閉容器３０７内に配設された圧縮機構３０５と、圧縮機構３０５を駆動する電動機１と、圧縮機構３０５と電動機１とを連結するシャフト３０６と、シャフト３０６の下端部（圧縮機構３０５側と反対側の端部）を支持するサブフレーム３０８とを備えている。

圧縮機構３０５は、渦巻部分を有する固定スクロール３０１と、固定スクロール３０１の渦巻部分との間に圧縮室を形成する渦巻部分を有する揺動スクロール３０２と、シャフト３０６の上端部を保持するコンプライアンスフレーム３０３と、密閉容器３０７に固定されてコンプライアンスフレーム３０３を保持するガイドフレーム３０４とを備える。

固定スクロール３０１には、密閉容器３０７を貫通する吸入管３１０が圧入されている。また、密閉容器３０７には、固定スクロール３０１から吐出される高圧の冷媒ガスを外部に吐出する吐出管３１１が設けられている。この吐出管３１１は、密閉容器３０７の圧縮機構３５０と電動機１との間に設けられた図示しない開口部に連通している。また、密閉容器３０７には、電動機１に電力を供給するガラス端子３０９が溶接により固定されている。

電動機１は、固定子１０と、固定子１０の内側に回転可能に設けられた回転子２０とを備えている。固定子１０は、固定子鉄心１６と、固定子鉄心１６に巻回された巻線９とを有している。なお、固定子鉄心１６は、環状のヨーク部１７（図１１）と、ヨーク部１７から径方向内側に突出する複数のティース１８（図１１）とを有している。巻線９は、各ティース１８に巻回されている。

電動機１が回転すると、その回転が揺動スクロール３０２に伝達され、揺動スクロール３０２が揺動する。揺動スクロール３０２が揺動すると、揺動スクロール３０２の渦巻部分と固定スクロール３０１の渦巻部分とで形成される圧縮室の容積が変化する。そして、吸入管３１０から冷媒ガスを吸入し、圧縮して、吐出管３１１から吐出する。

電動機１は、固定子１０を密閉容器３０７に嵌め込むことにより密閉容器３０７に固定されている。そして、電動機１を密閉容器３０７に取り付けたのち、電動機１の軸方向両側に、圧縮機構３０５およびサブフレーム３０８が取り付けられる。この段階では、永久磁石３０が着磁していない方が、組立作業を行いやすい。そのため、図９に示すようにスクロール圧縮機３００を組み立てた状態で、永久磁石３０の着磁を行うことが望ましい。

この実施の形態１では、上述したように第２の着磁工程において回転子２０に発生する力を抑制している。そのため、スクロール圧縮機３００を組み立てた状態で永久磁石３０の着磁を行う際に、シャフト３０６を保持するために必要な力が少なくて済む。そのため、シャフト３０６を保持する治具を強固なものにする必要がなく、永久磁石３０の着磁工程を簡単にすることができる。

＜効果＞
以上説明したように、本発明の実施の形態１では、永久磁石３０の着磁に際し、回転子２０を、着磁ヨーク１１のティース１２（または固定子１０のティース１８）に対向するように配置する。そして、回転子２０を、磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線８（または固定子１０の巻線）の周方向両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、さらに回転子２０を当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２（＜第１の角度θ１）だけ回転させて第２の着磁工程を行う。これにより、永久磁石３０の一方の端部側および他方の端部側の両方で、着磁磁束の方向と磁化容易方向とを平行に近づけて着磁を行うことができ、永久磁石３０の着磁に必要な着磁電流（着磁電圧）を低減することができる。また、第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることで、回転子２０に発生する力を抑制することができる。そのため、回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。すなわち、シャフトを保持する治具を強固なものにする必要が無くなり、永久磁石３０の着磁工程を簡単にすることができる。

また、第１の角度θ１を１０〜３５度の範囲内とすることにより、永久磁石３０を着磁するための着磁電流をさらに低減することができる。

また、永久磁石３０を、鉄、ネオジウム、ボロンおよびディスプロシウムを含有するネオジウム希土類磁石で構成し、ディスプロシウムの含有量を４重量％以下に抑えることによって、製造コストを低減することができる。ディスプロシウムの含有量を抑えたことに伴う減磁を抑制するために永久磁石を厚く構成した場合も、上記の第１の着磁工程および第２の着磁工程を行うことで着磁電流を低減し、さらに回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、永久磁石３０においてディスプロシウムを拡散処理することによって、ディスプロシウムの含有量が少ないことによる保磁力の低下を抑制することができる。ディスプロシウムの拡散処理に伴って着磁性が低下した場合も、上記の第１の着磁工程および第２の着磁工程を行うことで着磁電流を低減し、さらに回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、永久磁石３０を、鉄、ネオジウム、ボロンおよびテルビウムを含有するネオジウム希土類磁石で構成し、テルビウムの含有量を４重量％以下に抑えることによって、製造コストを低減することができる。また、テルビウムの含有量を抑えたことに伴う減磁を抑制するために永久磁石を厚く構成した場合も、上記の第１の着磁工程および第２の着磁工程を行うことで着磁電流を低減し、さらに回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、永久磁石３０においてテルビウムを拡散処理することによって、テルビウムの含有量が少ないことによる保磁力の低下を抑制することができる。テルビウムの拡散処理に伴って着磁性が低下した場合も、上記の第１の着磁工程および第２の着磁工程を行うことで着磁電流を低減し、さらに回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、電動機１を構成する固定子１０を用いて永久磁石３０の着磁を行う場合には、例えばスクロール圧縮機３００を組み立てた状態で永久磁石３０を行うことができる。永久磁石３０がまだ着磁していない状態で組立作業を行うことができるため、組立作業が簡単になる。

また、極間部を規定する２直線２６が回転子鉄心２１の外周と交差する２つの交点２７を結ぶ直線を基準直線２８とした場合、永久磁石３０の少なくとも一部を基準直線２８よりも径方向外側に配置することにより、永久磁石３０の幅を広げて電動機１の出力を増加させ、また、永久磁石３０の着磁性を改善することができる。また、永久磁石３０の幅を一定とした場合には、回転子２０を小型化することもできる。

また、回転子２０において永久磁石３０の径方向外側にスリット２５を設けることにより、永久磁石３０の既に着磁された部分に流れる着磁磁束を減少させ、これにより回転子２０に発生する力を抑制することができる。そのため、回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

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。実施の形態２は、渦電流損を低減するために１磁極を構成する永久磁石を複数に分割した構成において、永久磁石の着磁工程で回転子に発生する力を抑制することを目的とするものである。

図１０（Ａ）は、実施の形態２における回転子２０Ａの永久磁石を着磁するための構成を示す図である。図１０（Ｂ）は、実施の形態２の回転子２０Ａの一部を拡大して示す断面図である。上述した実施の形態１では、１つの永久磁石３０（図１）が１磁極を構成していた。これに対し、実施の形態２では、２つの永久磁石３５，３６が１磁極を構成している。

回転子鉄心２１には、１磁極当たり１つの磁石挿入孔４０が形成されている。ここでは、４つの磁石挿入孔４０が形成されている。各磁石挿入孔４０には、２つの永久磁石３５，３６が挿入されている。

磁石挿入孔４０は、周方向の中央部が径方向内側に突出するＶ字形状を有している。磁石挿入孔４０の径方向外側には、それぞれスリット２５が形成されている。スリット２５の配置および形状は、実施の形態１のスリット２５と同様である。

永久磁石３０の着磁方法は、実施の形態１で説明したとおりである。すなわち、回転子２０Ａを、磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線８（または固定子１０の巻線）の周方向両端の中間部（図１０（Ａ）に矢印Ａで示す）に対向する回転位置から第１の回転方向（例えば図１０（Ａ）における時計回り）に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（例えば図１０（Ａ）における反時計回り）に第２の角度θ２だけ回転させて第２の着磁工程を行う。また、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

１磁極を構成する永久磁石を複数の永久磁石３５，３６に分割することは、永久磁石３５，３６に発生する渦電流損を低減する上で有効である。一方、着磁の際には、２つの永久磁石３５，３６の間に作用する反発力により、永久磁石３５，３６が磁石挿入孔４０内で互いに離れる方向に移動する可能性がある。そのため、着磁磁束の方向が、永久磁石３５，３６の磁化容易方向からずれ、永久磁石３５，３６の互いに離れた側の端部の着磁が不十分になる可能性がある。

しかしながら、回転子２０Ａを、上記の通り第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、さらに第２の回転方向に第２の角度θ２（＜第１の角度θ１）だけ回転させて第２の着磁工程を行うことにより、永久磁石３５，３６が磁石挿入孔４０内で移動したとしても、着磁磁束の方向と永久磁石３５，３６の磁化容易方向とをそれぞれ平行に近づけて着磁を行うことができる。そのため、永久磁石３５，３６を十分に着磁することができる。

この場合、第２の着磁工程において、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用により、回転子２０Ａに力が発生する可能性がある。しかしながら、上記の通り第２の角度θ２が第１の角度θ１よりも小さく設定されているため、回転子２０Ａに発生する力を抑制することができる。従って、回転子２０Ａのシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、磁石挿入孔４０が、周方向の中心が径方向内側に突出するＶ字形状を有しているため、着磁磁束の方向を、永久磁石３５，３６の磁化容易方向（永久磁石３５，３６の厚さ方向）に対して平行に近づけやすい。そのため、永久磁石３５，３６の着磁に必要な着磁電流を低減することができる。

この場合も、第２の着磁工程において、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用により、回転子２０Ａに力が発生する可能性がある。しかしながら、上記の通り第２の角度θ２が第１の角度θ１よりも小さく設定されているため、回転子２０Ａに発生する力を抑制することができる。従って、回転子２０Ａのシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

実施の形態２の回転子２０Ａは、磁石挿入孔４０および永久磁石３５，３６を除き、実施の形態１で説明した回転子２０と同様に構成されている。また、実施の形態２の回転子２０Ａを用いた電動機は、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機３００（図９）に用いることができる。

なお、ここでは１磁極を構成する２つの永久磁石３５，３６をＶ字形状の１つの磁石挿入孔４０に挿入したが、磁石挿入孔４０はＶ字形状に限らず、例えば直線状（図２０（Ａ）参照）であってもよい。また、３つ以上の永久磁石を１つの磁石挿入孔４０に挿入してもよい。この場合、磁石挿入孔４０は、例えばバスタブ形状（図２０（Ｂ）参照）とすることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態２によれば、１つの磁極を構成する永久磁石を複数（例えば２つ）の永久磁石３５，３６に分割することにより、永久磁石３５，３６に発生する渦電流損を低減することができる。また、永久磁石３０の着磁を行う際、回転子２０Ａを、磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線８（または固定子１０の巻線）の周方向両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向（例えば図１０（Ａ）における時計回り）に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２（＜第１の角度θ１）だけ回転させて第２の着磁工程を行う。これにより、永久磁石３５，３６が互いの反発力により磁石挿入孔４０内で移動したとしても、永久磁石３５，３６の着磁に必要な着磁電流を低減することができる。また、回転子２０Ａに発生する力を抑制し、これにより回転子２０Ａのシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

また、２つの永久磁石３５，３６が挿入される磁石挿入孔４０が、周方向中心が径方向内側に突出するＶ字形状を有しているため、着磁磁束の方向を、永久磁石３５，３６の磁化容易方向に対して平行に近づけやすい。そのため、より少ない着磁電流で永久磁石３５，３６を着磁することができる。

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。本発明の実施の形態３は、固定子鉄心に巻回した巻線への通電方法を工夫することによって、永久磁石の着磁性の向上を図るものである。

図１１は、実施の形態３における電動機１の構成を示す断面図である。図１１に示す電動機１は、固定子１０と、固定子１０の内側に回転可能に設けられた回転子２０とを備えている。固定子１０は、固定子鉄心１６と、固定子鉄心１６に巻回された巻線９とを有している。固定子鉄心１６は、例えば厚さ０．３５ｍｍの複数の電磁鋼板（積層要素）を軸方向に積層することにより構成されている。

固定子鉄心１６は、環状のヨーク部１７と、ヨーク部１７から径方向内側に突出する複数（ここでは１２個）のティース１８とを有している。巻線９は、各ティース１８に巻回されている。また、ティース１８と巻線９との間には、絶縁部（インシュレータ等）が介在している。

ここでは、１２個のティース１８を、図１１における時計回りに、ティース１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ，１８ｅ，１８ｆ，１８ｇ，１８ｈ，１８ｉ，１８ｊ，１８ｋ，１８ｌとする。なお、ティース１８の数および配置は、ここに示した例に限定されるものではない。

巻線９は３相であり、ここでは、Ｕ相の巻線９１，９４と、Ｖ相の巻線９２，９５と、Ｗ相の巻線９３，９６とを有している。

Ｕ相の巻線９１は、ティース１８ａ，１８ｋに巻回されている。もう１つのＵ相の巻線９４は、ティース１８ｅ，１８ｇに巻回されている。Ｖ相の巻線９２は、ティース１８ｂ，１８ｌに巻回されている。もう１つのＶ相の巻線９５は、ティース１８ｆ，１８ｈに巻回されている。Ｗ相の巻線９３は、ティース１８ｃ，１８ａに巻回されている。もう１つのＷ相の巻線９６は、ティース１８ｇ，１８ｉに巻回されている。なお、各相の巻線方法は、ここに示した例に限定されるものではない。

３相の巻線９１〜９６に通電して着磁を行う場合には、図１１において一番上に位置する磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線９１，９２，９３の周方向両端の中間部（矢印Ａで示す）に対向する回転位置を、回転子２０の回転の基準とする。巻線９１，９２，９３の周方向両端の中間部は、巻線９１，９２，９３を流れる電流によって生じる磁束の中心に相当する。回転子２０を、当該回転位置から第１の回転方向（例えば図１１における時計回り）に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（例えば図１１における反時計回り）に第２の角度θ２だけ回転させて第２の着磁工程を行う。また、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

図１２は、永久磁石３０の着磁を行う際の巻線９への通電（電流供給）方法を示す図である。図１１では、Ｕ相の巻線９１，９４には通電せず、Ｖ相の巻線９２，９５およびＷ相の巻線９３，９６に通電している。なお、図１２には、巻線９２，９３，９５，９６の巻きパターンを、破線で示している。

このように３相の巻線９１〜９６のうち、２相の巻線９２，９３，９５，９６に通電することにより、例えばティース１８ａ，１８ｂからティース１８ｋ，１８ｄに向かう着磁磁束が生じ、また、ティース１８ｇ，１８ｈからティース１８ｅ，１８ｊに向かう着磁磁束が生じる。

この場合には、図１２において一番上に位置する磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線９２，９３の周方向両端の中間部（矢印Ａで示す）に対向する回転位置を、回転子２０の回転の基準とする。ここで、巻線９２，９３の周方向の両端の中間部は、巻線９２，９３を流れる電流によって生じる磁束の中心に相当する。

回転子２０を、当該回転位置から第１の回転方向（例えば図１２における時計回り）に回転させて第１の着磁工程を行い、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（例えば図１２における反時計回り）に回転させて第２の着磁工程を行う。回転角度は、上述したとおりである。

上記のように２相の巻線９２，９３，９５，９６に通電すると、３相の巻線９１〜９６の全てに通電した場合と比較して、着磁磁束の方向と永久磁石３０の磁化容易方向とをより平行に近付けることができる。特に、回転子２０を第１の回転方向および第２の回転方向に回転させた状態で、着磁磁束の方向と永久磁石３０の磁化容易方向とをより平行に近付けることができる。加えて、永久磁石３０を通過する磁束密度も高くなる。そのため、永久磁石３０の着磁に必要な電流を低減することができる。

このように永久磁石３０の着磁に必要な電流を低減し、また第２の角度θ２を第１の角度θ１よりも小さくすることで、第２の着磁工程で回転子２０に発生する力を抑制することができる。そのため、回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

なお、ここでは、３相の巻線のうち２相に通電する例について説明したが、このような例に限らず、固定子１０のティース１８に巻回された巻線の一部に通電することで、着磁磁束の方向と永久磁石３０の磁化容易方向とを平行に近づける構成であればよい。

実施の形態３の回転子２０は、実施の形態１の回転子２０と同様に構成されている。また、実施の形態３の電動機は、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機３００（図９）に用いることができる。

なお、ここでは、実施の形態１で説明した回転子２０を用いたが、実施の形態２で説明した回転子２０Ａを用いてもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態３では、固定子１０のティース１８に巻回された巻線９１〜９６のうちの一部（例えば３相巻線のうちの２相）に電流を流して永久磁石３０を着磁するため、着磁磁束の方向と永久磁石３０の磁化容易方向とをより平行に近づけることができ、また磁束密度も高くなる。そのため、永久磁石３０の着磁に必要な電流を低減し、これにより回転子２０に発生する力を抑制することができる。すなわち、回転子２０のシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

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。本発明の実施の形態４は、回転子の永久磁石の径方向外側に、径方向に長いスリットを設けることにより、リラクタンストルクを低減し、第２の着磁工程で回転子に発生する力の抑制を図るものである。

図１３は、実施の形態４の回転子２０Ｂの一部を拡大して示す断面図である。図１３に示すように、回転子２０Ｂの回転子鉄心２１には、永久磁石３０が挿入された磁石挿入孔２３の径方向外側に、スリット２５に加えて、径方向に長いスリット２９（長孔とも称する）が形成されている。

ここでは、各磁石挿入孔２３に対して（すなわち１磁極に対して）４つのスリット２９が配置されている。スリット２９は、磁石挿入孔２３の両端部に配置された２つのスリット２５の間に配置されている。スリット２９の内部は空隙であるが、非磁性材料であってもよい。なお、スリット２９の数は４つに限定されるものではない。各磁石挿入孔２３に対して（すなわち１磁極に対して）少なくとも１つ、より望ましくは２つ以上のスリット２９が設けられていればよい。

永久磁石３０の着磁方法は、実施の形態１で説明したとおりである。すなわち、磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線８（または固定子１０の巻線）の周方向両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向（例えば図１３における時計回り）に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（例えば図１３における反時計回り）に第２の角度θ２だけ回転させて第２の着磁工程を行う。また、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

この実施の形態４では、回転子２０Ｂにおいて永久磁石３０の径方向外側に、スリット２５に加えてスリット２９を設けているため、永久磁石３０の径方向外側において磁路となり得る部分が減少する。そのため、第２の着磁工程で、永久磁石３０の既に着磁された部分に流れる着磁磁束を効果的に減少させることができる。これにより、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用で回転子２０Ｂに発生する力を抑制することができる。

また、スリット２９が径方向に長い形状を有しているため、ｑ軸電流（極間部から極間部に流れる電流）がスリット２９によって妨げられ、ｑ軸インダクタンスＬｑが低下する。ｑ軸インダクタンスＬｑの低下により、リラクタンストルクが低下する。そのため、第２の着磁工程で、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用で回転子２０Ｂに発生する力を、さらに抑制することができる。

スリット２９は、回転子鉄心２１の外周よりも内側に形成されているが、スリット２９を回転子鉄心２１の外周とつながるように形成してもよい。

実施の形態４の回転子２０Ｂの他の構成は、実施の形態１で説明した回転子２０と同様である。実施の形態４の回転子２０Ｂを用いた電動機は、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機３００（図９）に用いることができる。

なお、実施の形態４の回転子２０Ｂは、実施の形態２で説明したように複数の永久磁石３５，３６が挿入される磁石挿入孔４０を有するものであってもよい。また、電動機１の固定子１０を用いて永久磁石３０を着磁する場合には、実施の形態３で説明したティース１８の数および配置、並びに巻線９の巻き方および通電方法を適用してもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態４では、回転子２０Ｂが永久磁石３０の径方向外側に径方向に長いスリット２９を有しているため、第２の着磁工程で、永久磁石３０の既に着磁された部分に流れる着磁磁束を減少させ、またリラクタンストルクを低下させることができる。これにより、回転子２０Ｂに発生する力を抑制することができ、回転子２０Ｂのシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

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。本発明の実施の形態５は、回転子と固定子との間のギャップをｄ軸方向よりもｑ軸方向で大きくすることで、リラクタンストルクを低減し、これにより回転子に発生する力の抑制を図るものである。

図１４は、実施の形態５の電動機の回転子２０Ｃの構成を示す断面図である。回転子２０Ｃの回転子鉄心２００は、ｄ軸方向（回転子２０Ｃの中心と磁極中心とを通る方向）の外周２０１が、ｑ軸方向（回転子２０Ｃの中心と極間部とを通る方向）の外周２０２よりも、径方向外側に突出した形状を有している。言い換えると、回転子鉄心２００の中心から外周までの距離は、ｑ軸方向よりもｄ軸方向で大きい。

図１５は、実施の形態５の回転子２０Ｃの一部を拡大して示す断面図である。図１５において、符号１０１で示す破線は、固定子１０の内周を示す円弧、すなわちティース１２（図１）の先端を周方向に延長した円弧を表している。

上記の通り、回転子鉄心２００は、ｄ軸方向の外周２０１がｑ軸方向の外周２０２よりも径方向外側に突出する形状を有しているため、図１５に示すように、回転子２０Ｃと固定子１０とのギャップは、ｄ軸方向（Ｇ１）よりもｑ軸方向（Ｇ２）で大きい。

回転子２０Ｃは、実施の形態１で説明した磁石挿入孔２３およびスリット２５を有している。また、磁石挿入孔２３には、実施の形態１で説明した永久磁石３０が挿入されている。

永久磁石３０の着磁方法は、実施の形態１で説明したとおりである。すなわち、回転子２０Ｃを、磁石挿入孔２３の周方向の中心が巻線８（または固定子１０の巻線）の周方向両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向（例えば図１４における時計回り）に第１の角度θ１だけ回転させて第１の着磁工程を行い、当該回転位置から第１の回転方向とは反対の第２の回転方向（例えば図１４に示す反時計回り）に第２の角度θ２（＜第１の角度θ１）だけ回転させて第２の着磁工程を行う。また、第２の角度θ２は、第１の角度θ１よりも小さい。

この実施の形態５では、図１５に示すように、回転子２０Ｃと固定子１０とのギャップが、ｄ軸方向（Ｇ１）よりもｑ軸方向（Ｇ２）で大きい。そのため、ｑ軸インダクタンスＬｑが低下し、リラクタンストルクが低下する。従って、実施の形態４でも説明したように、第２の着磁工程で、永久磁石３０の既に着磁された部分と着磁磁束との作用で回転子２０Ｃに発生する力を抑制することができる。

実施の形態５の回転子２０Ｃの他の構成は、実施の形態１で説明した回転子２０と同様である。また、実施の形態５の回転子２０Ｃを用いた電動機は、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機３００（図９）に用いることができる。

なお、実施の形態５の回転子２０Ｃは、実施の形態２で説明したように複数の永久磁石３５，３６が挿入される磁石挿入孔４０を有するものであってもよい。また、電動機１の固定子１０を用いて永久磁石３０を着磁する場合には、実施の形態３で説明したティース１８の数および配置、並びに巻線９の巻き方および通電方法を適用してもよい。また、実施の形態５の回転子２０Ｃに、実施の形態４で説明したスリット２９をさらに設けてもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態５によれば、回転子２０Ｃの中心から外周までの距離がｑ軸方向よりもｄ軸方向で大きくなるように構成したため、回転子２０Ｃと固定子１０とのギャップがｄ軸方向よりもｑ軸方向で大きくなる。そのため、ｑ軸インダクタンスＬｑを低下させ、これによりリラクタンストルクを低下させることができる。その結果、回転子２０Ｃに発生する力を抑制し、回転子２０Ｃのシャフトを保持するために必要な力を低減することができる。

実施の形態６．
次に、本発明の実施の形態６について説明する。本発明の実施の形態６は、磁石挿入孔に永久磁石を位置決めする磁石位置決め突起を設けた構成において、磁石位置決め突起を設けたことによる着磁性の低下を抑制することを目的とするものである。

図１６は、実施の形態６の電動機の回転子２０Ｄの一部を拡大して示す断面図である。回転子２０Ｄの回転子鉄心２１Ｄは、永久磁石３０が挿入される磁石挿入孔５０を有している。磁石挿入孔５０は、実施の形態１で説明した磁石挿入孔２３に、磁石位置決め突起５１を設けたものである。磁石位置決め突起５１は、永久磁石３０の周方向両側に配置されている。

また、磁石挿入孔５０の径方向外側には、実施の形態１で説明したスリット２５が形成されている。磁石挿入孔５０の周方向の両端部には、実施の形態１の漏れ磁束抑制部２４と同様の漏れ磁束抑制部５２が形成されている。

図１７は、回転子２０Ｄの回転子鉄心２１Ｄの積層構造を示す断面図である。回転子鉄心２１Ｄは、複数の電磁鋼板（積層要素）を回転軸の方向に積層したものである。ここでは、回転子鉄心２１Ｄは、第１の電磁鋼板（積層要素）６１と第２の電磁鋼板（第２の積層要素）６２とを回転軸の方向に積層している。第１の電磁鋼板６１は、図１６に示すように、磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１を有している。一方、第２の電磁鋼板６２は、磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１を有さない。

ここでは、回転子鉄心２１Ｄを構成する電磁鋼板の積層方向の少なくとも一端部（望ましくは両端部）に第１の電磁鋼板６１を配置し、積層方向における中央部に第２の電磁鋼板６２を配置している。永久磁石３０の着磁方法は、実施の形態１で説明したとおりである。

磁石挿入孔５０内の磁石位置決め突起５１は、磁石挿入孔５０内での永久磁石３０の移動を抑制する作用を有する。但し、磁石位置決め突起５１は磁性材料であるため、永久磁石３０に流れるはずの着磁磁束が磁石位置決め突起５１に流れ、永久磁石３０の着磁が不十分になる可能性がある。

そこで、この実施の形態６では、回転子鉄心２１Ｄを、磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１を有する第１の電磁鋼板６１と、磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１を有さない第２の電磁鋼板６２とを積層した構成としている。第１の電磁鋼板６１の厚さの合計が、第２の電磁鋼板６２の厚さの合計よりも小さい。

このように構成することにより、第１の電磁鋼板６１の磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１が設けられているため、磁石挿入孔５０内での永久磁石３０の移動を抑制することができる。

また、磁石位置決め突起５１を有する第１の電磁鋼板６１の厚さの合計よりも、磁石位置決め突起５１を有さない第２の電磁鋼板６２の厚さの合計の方が厚いため、着磁磁束が磁石位置決め突起５１に流れることを抑制し、永久磁石３０の十分な着磁を行うことができる。

特に、回転子鉄心２１Ｄの電磁鋼板の積層方向の少なくとも一端部（望ましくは両端部）に第１の電磁鋼板６１を配置すれば、永久磁石３０を磁石挿入孔５０に回転軸方向に挿入する際に、挿入方向の手前側に磁石位置決め突起５１が位置するため、永久磁石３０の挿入作業が容易になる。

なお、図１７に示した積層構造に限らず、例えば図１８に示すように、回転子鉄心２１Ｄの電磁鋼板の積層方向の両端部と中央部にそれぞれ第１の電磁鋼板６１を配置し、第１の電磁鋼板６１の間に第２の電磁鋼板６２を配置してもよい。この場合も、積層方向の少なくとも一端部に第１の電磁鋼板６１が配置されているため、永久磁石３０の挿入作業が容易になる。

実施の形態６の回転子２０Ｄの他の構成は、実施の形態１で説明した回転子２０と同様である。また、実施の形態６の回転子２０Ｄを用いた電動機は、実施の形態１で説明したスクロール圧縮機３００（図９）に用いることができる。

なお、実施の形態６の回転子２０Ｄの磁石挿入孔５０は、実施の形態２で説明したように複数の永久磁石３５，３６が挿入される磁石挿入孔４０に磁石位置決め突起５１を設けたものであってもよい。また、電動機１の固定子１０を用いて永久磁石３０を着磁する場合には、実施の形態３で説明したティース１８の数および配置、並びに巻線９の巻き方および通電方法を適用してもよい。また、実施の形態６の回転子２０Ｄに、実施の形態４で説明したスリット２９をさらに設けてもよい。また、実施の形態６の回転子２０Ｄが、実施の形態５で説明したリラクタンストルクを低下させる形状を有していてもよい。

以上説明したように、本発明の実施の形態６によれば、回転子２０Ｄを、磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１を設けた第１の電磁鋼板（第１の積層要素）６１と、磁石挿入孔５０に磁石位置決め突起５１を設けない第２の電磁鋼板（第２の積層要素）６２とを積層し、第１の電磁鋼板６１の厚さの合計が第２の電磁鋼板６２の厚さの合計よりも小さい構成としたため、磁石挿入孔５０内での永久磁石３０の移動を抑制すると共に、永久磁石３０の十分な着磁を行うことができる。

また、回転子鉄心２１Ｄの電磁鋼板の積層方向の少なくとも一端部（望ましくは両端部）に第１の電磁鋼板６１を配置することにより、永久磁石３０の挿入作業を容易にすることができる。

変形例
次に、各実施の形態の変形例について説明する。上述した実施の形態１では、回転子鉄心２１のスリット２５の内部を空洞としたが、図１９に示すように、回転子鉄心２１のスリット２５の内部に非磁性体５５（例えば、アルミニウムまたはプラスチック）を設けてもよい。実施の形態２から６までのスリット２５についても同様である。

また、上述した実施の形態２では、Ｖ字形状の磁石挿入孔４０（図１０（Ｂ））に永久磁石３５，３６を挿入したが、図２０（Ａ）に示すように直線状の磁石挿入孔４２に永久磁石３５，３６を挿入してもよい。

また、３つ以上の永久磁石で１磁極を構成してもよい。この場合、例えば、図２０（Ｂ）に示すように、バスタブ形状の磁石挿入孔４３に３つの永久磁石３７，３８，３９を挿入してもよい。なお、バスタブ形状とは、直線状に延在する中央部分と、この中央部分の長手方向両端から回転子鉄心２１の径方向外側に向けて延在する２つの部分とを有し、当該２つの部分の間隔が径方向外側ほど広がるような形状を言う。

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、各種の改良または変形を行なうことができる。

１ 電動機、 ８ 着磁ヨークの巻線、 ９（９１〜９６） 固定子の巻線、 １０ 固定子、 １１ 着磁ヨーク、 １２ 着磁ヨークのティース、 １６ 固定子鉄心、 １８（１８ａ〜１８ｋ） 固定子のティース、 ２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ 回転子、 ２１，２１Ｄ 回転子鉄心、 ２２ シャフト孔、 ２３，４０，４２，５０ 磁石挿入孔、 ２４ 漏れ磁石抑制部、 ２５ スリット、 ２６ 極間部を規定する直線、 ２７ 交点、 ２８ 基準直線、 ２９ スリット、 ３０，３５，３６，３７，３８，３９ 永久磁石、 ５１ 磁石位置決め突起、 ５２ 漏れ磁束抑制部、 ５５ 非磁性体、 ６１ 第１の電磁鋼板（第１の積層要素）、 ６２ 第２の電磁鋼板（第２の積層要素）、 ３００ スクロール圧縮機、 ３０５ 圧縮機構、 ３０６ シャフト、 ３０７ 密閉容器。

Claims (20)

1. 磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、前記磁石挿入孔内に配置された永久磁石とを備えた回転子を用意するステップと、
   前記回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置するステップと、
   前記回転子を、前記磁石挿入孔の前記回転子鉄心の周方向における中心が前記巻線の前記周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、前記巻線に電流を流すステップと、
   前記回転子を、前記回転位置から前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、前記巻線に電流を流すステップと
   を有し、
   前記第２の角度θ２が、前記第１の角度θ１よりも小さい
   ことを特徴とする着磁方法。
2. 前記第１の角度θ１は、電気角で１０〜３５度の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載の着磁方法。
3. 前記永久磁石は、少なくとも鉄、ネオジウム、ボロンおよびディスプロシウムを含有するネオジウム希土類磁石であって、ディスプロシウムの含有量が４重量％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の着磁方法。
4. 前記永久磁石には、ディスプロシウムが拡散処理されていることを特徴とする請求項３に記載の着磁方法。
5. 前記永久磁石は、少なくとも鉄、ネオジウム、ボロンおよびテルビウムを含有するネオジウム希土類磁石であって、テルビウムの含有量が４重量％以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の着磁方法。
6. 前記永久磁石には、テルビウムが拡散処理されていることを特徴とする請求項５に記載の着磁方法。
7. 前記永久磁石の着磁には、前記回転子と共に電動機を構成する固定子の固定子鉄心を用い、前記固定子鉄心は前記ティースを有することを特徴とする請求項１から６までの何れか１項に記載の着磁方法。
8. 前記固定子は、前記固定子鉄心に巻回された複数の巻線を有し、
   前記複数の巻線のうちの一部を前記永久磁石の着磁に用いることを特徴とする請求項７に記載の着磁方法。
9. 前記固定子は、前記固定子鉄心に巻回された３相の巻線を有し、
   前記３相の巻線のうち２相の巻線を前記永久磁石の着磁に用いることを特徴とする請求項７に記載の着磁方法。
10. 前記永久磁石は、前記磁石挿入孔内に配置された２つの永久磁石であることを特徴とする請求項１から９までの何れか１項に記載の着磁方法。
11. 前記磁石挿入孔は、前記回転子鉄心の周方向における前記磁石挿入孔の中央部が、前記回転子鉄心の径方向内側に突出するＶ字形状を有していることを特徴とする請求項１０に記載の着磁方法。
12. 極間部を規定する２直線が前記回転子鉄心の外周と交差する２つの交点を結ぶ直線を基準直線とすると、
    前記永久磁石の少なくとも一部は、前記基準直線の径方向外側に位置していることを特徴とする請求項１から１１までの何れか１項に記載の着磁方法。
13. 前記回転子鉄心は、前記永久磁石に対して前記回転子鉄心の径方向外側にスリットを有することを特徴とする請求項１から１２までの何れか１項に記載の着磁方法。
14. 前記回転子鉄心は、さらに、前記永久磁石に対して前記回転子鉄心の径方向外側に、前記回転子鉄心の径方向に長い少なくとも１つのスリットをさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の着磁方法。
15. 前記回転子鉄心の中心から外周までの距離が、ｑ軸方向よりもｄ軸方向で大きいことを特徴とする請求項１から１４までの何れか１項に記載の着磁方法。
16. 前記回転子鉄心は、複数の積層要素を回転軸方向に積層したものであり、
    前記複数の積層要素は、磁石位置決め突起を設けた磁石挿入孔を有する第１の積層要素と、磁石位置決め突起を設けない磁石挿入孔を有する第２の積層要素とを含み、
    前記第１の積層要素の厚さの合計が、前記第２の積層要素の厚さの合計よりも小さい
    ことを特徴とする請求項１から１５までの何れか１項に記載の着磁方法。
17. 前記第１の積層要素は、前記回転子鉄心の積層方向の少なくとも一端部に配置されていることを特徴とする請求項１６に記載の着磁方法。
18. 磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、
    前記磁石挿入孔内に配置された永久磁石と
    を備えた回転子であって、
    前記永久磁石の着磁が、
    前記回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置し、
    前記回転子を、前記磁石挿入孔の前記回転子鉄心の周方向における中心が前記巻線の前記周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、前記巻線に電流を流し、
    前記回転子を、前記回転位置から前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、前記巻線に電流を流すことによって行われ、
    前記第２の角度θ２が、前記第１の角度θ１よりも小さいこと
    を特徴とする回転子。
19. 固定子と、前記固定子の内側に設けられた回転子とを備えた電動機であって、
    前記回転子は、
    磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、
    前記磁石挿入孔内に配置された永久磁石と
    を備え、
    前記永久磁石の着磁が、
    前記回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置し、
    前記回転子を、前記磁石挿入孔の前記回転子鉄心の周方向における中心が前記巻線の前記周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、前記巻線に電流を流し、
    前記回転子を、前記回転位置から前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、前記巻線に電流を流すことによって行われ、
    前記第２の角度θ２が、前記第１の角度θ１よりも小さい
    ことを特徴とする電動機。
20. 密閉容器と、前記密閉容器内に配設された圧縮機構と、前記圧縮機構を駆動する電動機とを備え、
    前記電動機は、固定子と、前記固定子の内側に配置された回転子とを備え、
    前記回転子は、
    磁石挿入孔を有する回転子鉄心と、
    前記磁石挿入孔内に配置された永久磁石と
    を備え、
    前記永久磁石の着磁が、
    前記回転子を、巻線が巻回されたティースに対向するように配置し、
    前記回転子を、前記磁石挿入孔の前記回転子鉄心の周方向における中心が前記巻線の前記周方向における両端の中間部に対向する回転位置から第１の回転方向に第１の角度θ１だけ回転させて、前記巻線に電流を流し、
    前記回転子を、前記回転位置から前記第１の回転方向とは反対の第２の回転方向に第２の角度θ２だけ回転させて、前記巻線に電流を流すことによって行われ、
    前記第２の角度θ２が、前記第１の角度θ１よりも小さい
    ことを特徴とするスクロール圧縮機。
    
    
    

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