JPWO2018066084A1 - 電動機および空気調和装置 - Google Patents

Abstract

電動機は、軸線を中心とする環状のヨークと、ヨークから内周側または外周側に延在する第１のティースおよび第２のティースとを有する固定子と、当該軸線を中心として回転可能な回転子であって、固定子に対向する表面に、永久磁石を有する回転子とを備える。第１のティースおよび第２のティースは、いずれも、永久磁石に対向する先端部を有する。永久磁石は、当該軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁極および第２の磁極と、第１の磁極と第２の磁極との極間部に形成された溝とを有する。第１のティースの先端部と第２のティースの先端部との当該周方向の間隔Ｌ１と、溝の当該周方向の幅Ｌ２とは、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。

Description

本発明は、電動機、および電動機を用いた空気調和装置に関する。

従来より、回転子の表面に永久磁石を取り付けたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータと呼ばれる電動機が普及している。永久磁石は、回転子の周方向に交互に配列された磁極（Ｎ極およびＳ極）を有している。固定子にはコイルが巻き付けられるが、このコイルを流れる電流によって生じる磁束は、永久磁石の表面にも流れる。この固定子からの磁束によって、永久磁石の隣り合う磁極の極間部で減磁が生じる場合がある。

そこで、減磁の抑制を目的として、回転子に取り付けた永久磁石の極間部に、溝を形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００４−８８８５５号公報（要約）

しかしながら、単に永久磁石の極間部に溝を形成しただけでは、十分な減磁抑制効果を得ることが難しい。

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、電動機における永久磁石の減磁を効果的に抑制することを目的とする。

本発明の電動機は、軸線を中心とする環状のヨークと、ヨークから内周側または外周側に延在する第１のティースおよび第２のティースとを有する固定子と、当該軸線を中心として回転可能な回転子であって、固定子に対向する表面に、永久磁石を有する回転子とを備える。第１のティースおよび第２のティースは、いずれも、永久磁石に対向する先端部を有する。永久磁石は、当該軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁極および第２の磁極と、第１の磁極と第２の磁極との極間部に形成された溝とを有する。第１のティースの先端部と第２のティースの先端部との当該周方向の間隔Ｌ１と、溝の当該周方向の幅Ｌ２とは、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。

本発明では、永久磁石の極間部に溝を形成し、第１のティースの先端部と第２のティースの先端部との間隔Ｌ１と溝の幅Ｌ２とが１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する構成により、十分な減磁抑制効果を得ることができる。

実施の形態１の電動機の構成を示す断面図である。 実施の形態１の電動機の一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１の電動機の構成を示す部分側断面図である。 実施の形態１に電動機の回転子の構成を示す断面図である。 固定子から回転子に流れる磁束を説明するための模式図である。 Ｌ２／Ｌ１と減磁耐力向上率との関係を示すグラフである。 溝形状の第１の例（Ａ）と第２の例（Ｂ）を示す模式図である。 溝側部の傾き角度を説明するための模式図である。 溝の面積割合の算出方向を説明するための模式図である。 溝側部の傾きを変化させた場合の、溝の面積割合と減磁耐力向上率との関係を示すグラフである。 固定子の形状を示す斜視図（Ａ）およびティースの先端部を拡大して示す図（Ｂ）である。 実施の形態１の変形例の固定子コアの構成を示す断面図である。 実施の形態２の永久磁石の構成を示す模式図である。 溝形状を変化させた場合の、溝の面積割合と誘起電圧低下率との関係を示すグラフである。 実施の形態３の永久磁石の構成を示す模式図である。 実施の形態４の電動機の構成を示す模式図である。 実施の形態５の電動機の構成を示す模式図である。 各実施の形態の電動機が適用される空気調和装置の構成を示す模式図である。 図１８の空気調和装置の室外機の構成を示す模式図である。

実施の形態１．
＜電動機の構成＞
図１は、実施の形態１の電動機１００を示す断面図である。電動機１００は、環状の固定子１と、固定子１の内周側に回転可能に設けられた回転子４とを備えたインナロータ型の電動機である。固定子１と回転子４との間には、例えば０．５ｍｍの空隙１７が設けられている。回転子４は、表面（外周面）に永久磁石５を保持している。このように回転子の表面に永久磁石を保持した電動機は、ＳＰＭモータと称される。

以下では、回転子４の回転中心を軸線Ｃ１とし、この軸線Ｃ１の方向を「軸方向」と称する。また、軸線Ｃ１を中心とする円周に沿った方向を「周方向」と称し、軸線Ｃ１を中心とする半径方向を「径方向」と称する。

固定子１は、固定子コア１０と、固定子コア１０に巻き付けられたコイル２とを有する。固定子コア１０は、例えば厚さが０．２ｍｍ〜０．５ｍｍの磁性を有する薄板を、軸方向に複数枚積層し、カシメ等により固定したものである。磁性を有する薄板としては、ここでは、鉄（Ｆｅ）を主成分とする電磁鋼板を用いる。

固定子コア１０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク１２と、ヨーク１２から径方向内側に延在する複数のティース１１とを有する。ティース１１は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に等間隔に形成されている。隣り合うティース１１の間には、コイル２を収容する空間であるスロット１４が形成される。ティース１１の数（すなわちスロット１４の数）は、ここでは９個であるが、２個以上であればよい。

コイル２は、銅またはアルミニウムを主成分とする材料で構成されている。コイル２は、ティース１１毎に巻き付けてもよく（集中巻）、あるいは複数のティース１１に跨って巻き付けてもよい（分布巻）。

図２は、電動機１００の一部を拡大して示す断面図である。ティース１１は、環状のヨーク１２から軸線Ｃ１に向けて径方向に延在している。ティース１１の側面１１５（すなわち周方向端面および軸方向端面）には、コイル２が巻き付けられる。また、ティース１１の径方向内側の先端には、ティース１１の他の部分よりも周方向の幅が広い先端部１１１が形成されている。

先端部１１１には、回転子４の永久磁石５（後述）に対向する先端面１１３が形成されている。また、先端部１１１において先端面１１３と反対の側には、スロット１４の内側に面する傾斜面１１４が形成されている。また、先端部１１１の周方向の両端には、それぞれ端部１１２（周方向端部とも称する）が形成されている。

隣り合う２つのティース１１の先端部１１１の間には、空隙１５が形成される。この空隙１５は、スロット開口とも称される。隣り合う２つのティース１１の先端部１１１の間隔（すなわち対向する２つの端部１１２の間隔）を、間隔Ｌ１とする。間隔Ｌ１は、空隙１５の幅と言うこともできる。

説明の便宜上、周方向に隣り合う任意のティース１１を、第１のティース１１ａおよび第２のティース１１ｂと称すると、間隔Ｌ１は、第１のティース１１ａの先端部１１１と第２のティース１１ｂの先端部１１１との間隔と言うことができる。ここでは、図２の中央のティース１１を第１のティース１１ａとし、その右側のティース１１を第２のティース１１ｂとするが、これに限定されるものではない。すなわち、第１のティース１１ａおよび第２のティース１１ｂは、周方向に隣り合うティース１１の組み合わせであれば、どのティース１１の組み合わせであってもよい。

固定子コア１０には、インシュレータ（絶縁部）３が取り付けられている。インシュレータ３は、固定子コア１０とコイル２との間に介在し、固定子コア１０とコイル２とを絶縁するものである。インシュレータ３は、樹脂を固定子コア１０と一体に成形するか、または別部品として成形した樹脂成形体を固定子コア１０に組み付けることで形成される。

インシュレータ３は、例えば、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＢＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の絶縁性の樹脂成形体で構成される。インシュレータ３は、また、厚さ０．０３５〜０．４ｍｍの絶縁性の樹脂フィルムで構成することもできる。

インシュレータ３は、例えば、ヨーク１２の内周面を覆う第１部分３１と、ティース１１の側面１１５を覆う第２部分３２と、ティース１１の傾斜面１１４を覆う第３部分３３とを有している。これら第１部分３１、第２部分３２および第３部分３３は、スロット１４を囲むように形成されている。

図３は、電動機１００の構成を示す部分断面図である。図４は、電動機１００の回転子４の構成を示す断面図である。図３に示すように、回転子４は、回転軸であるシャフト４０と、シャフト４０に一体に形成された樹脂部４１と、樹脂部４１に取り付けられた永久磁石５とを備えている。シャフト４０の中心軸線は、図１に示した軸線Ｃ１と一致している。なお、上述した図１では、回転子４の永久磁石５を示し、樹脂部４１を省略している。

樹脂部４１は、例えばＰＢＴ等の熱可塑性樹脂で形成され、シャフト４０と一体に成形されている。図４に示すように、樹脂部４１は、シャフト４０が軸方向に貫通する内筒部４１ａと、内筒部４１ａから径方向外側に放射状に延在する複数のリブ４１ｂと、リブ４１ｂによって径方向内側から支持された外筒部４１ｃとを有している。樹脂部４１の外筒部４１ｃは、軸線Ｃ１を中心とする環状の部分であり、永久磁石５を支持している。

永久磁石５は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に、磁極５１（第１の磁極）と磁極５２（第２の磁極）とが交互に配列された構成を有している。磁極５１は、径方向外側がＮ極となるように着磁されている。磁極５２は、径方向外側がＳ極となるように着磁されている。実施の形態１では、磁極５１，５２は、いずれも径方向に配向（ラジアル配向）されている。また、磁極５１と磁極５２とは互いに接合されている。ここでは、永久磁石５は１０極であり、５つの磁極５１と５つの磁極５２とを有しているが、極数は１０極に限定されるものではない。

図２に示すように、隣り合う磁極５１，５２の間には、磁極の境界である極間部５３が形成されている。永久磁石５は、また、永久磁石５の表面（外周面）で且つ極間部５３に、溝５５を有している。この溝５５は、後述するように、ティース１１から永久磁石５に流れる磁束による極間部５３での減磁を抑制するために形成される。溝５５は、軸方向に延在している。溝５５の周方向における幅を、幅Ｌ２とする。

上述した隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１と、永久磁石５の溝５５の幅Ｌ２とは、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。言い換えると、溝５５の幅Ｌ２は、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１よりも広く、且つ当該間隔Ｌ１の３．７５倍以下である。理由については、後述する。

溝５５は、径方向内側ほど（すなわち固定子１からの距離が長くなるほど）幅が狭くなる形状を有している。上述した溝５５の幅Ｌ２は、溝５５が最も広がった位置、すなわち永久磁石５の表面での幅（最大幅）である。

なお、回転子４（永久磁石５を含む）は、固定子コア１０よりも軸方向に長く形成してもよい。このようにすれば、永久磁石５の軸方向長さが長くなり、大きな磁力が得られるためである。この場合、永久磁石５のうち、固定子コア１０から軸方向外側に突出した部分には、溝５５を形成しなくてもよい。

永久磁石５は、フェライトを含む磁石、または、ネオジウム（Ｎｄ）、サマリウム（Ｓｍ）等の希土類を含む磁石で構成されている。永久磁石５は、ボンド磁石で構成することが望ましい。ボンド磁石は、液状化した磁石を金型に流して固化することにより形成されるため、加工自由度が高く、溝５５の形成に適している。なお、永久磁石５を焼結磁石で構成することもできるが、その場合には、切削加工によって溝５５を形成する必要がある。

なお、永久磁石５と樹脂部４１との間に、バックヨークとして、樹脂と鉄粉とを混合させた樹脂コアまたは電磁鋼板などの軟磁性材料を配置してもよい。バックヨークは、永久磁石５（例えば希土類磁石）よりも磁力の小さい強磁性材料（例えばフェライト磁石）で構成してもよい。あるいは、樹脂部４１を設けずに、永久磁石５とシャフト４０との間にバックヨークを配置してもよい。

図３に示すように、固定子１の軸方向の一端（図中右端）には、配線基板６０が取り付けられている。配線基板６０には、電源リード線、センサリード線等を含むリード線群６３が接続されている。リード線群６３は、リード線口出し部６２を介して、固定子１の外部に引き出されている。リード線群６３から配線基板６０を介して、コイル２に電流が供給される。

また、回転子４の軸方向の一端（図中右端）には、センサマグネット５６が取り付けられている。センサマグネット５６には、配線基板６０に取り付けられた磁気センサ６１が対向配置されている。磁気センサ６１は、例えばホール効果素子である。

回転子４が回転すると、センサマグネット５６から磁気センサ６１に流入する磁界が変化し、磁気センサ６１は、磁界の変化に応じて信号を出力する。磁気センサ６１の出力は、リード線群６３のセンサリード線によって、電動機１００内または電動機１００外に設けられた制御回路に入力される。制御回路は、磁気センサ６１からの出力信号に基づいて、回転子４の回転位置を検出する。

固定子１は、モールド樹脂１６によって覆われている。モールド樹脂１６は、例えば、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性樹脂で構成されている。固定子１の軸方向において、配線基板６０が取り付けられた側の端部１８はモールド樹脂１６で覆われ、反対側の端部には開口部（回転子挿入孔）１９が形成されている。

永久磁石５を含む回転子４は、開口部１９から固定子１の内側に挿入され、固定子１のティース１１の内周端（図２に示した先端面１１３）に対向する。回転子４のシャフト４０は、一対の軸受４４によって支持される。一方の軸受４４は、固定子１の端部１８において、モールド樹脂１６によって保持されている。他方の軸受４４は、固定子１の開口部１９に配設されたブラケット４５によって保持されている。

なお、図３に示した電動機１００の構成はあくまでも一例である。例えば、モールド樹脂１６を用いず、固定子１を、鉄を主成分とするシェルの内側に焼嵌め等によって固定してもよい。また、センサマグネット５６および磁気センサ６１を設けない構成も可能である。

このように構成された電動機１００では、固定子１のコイル２に電流が流れると、回転子４の永久磁石５の磁極５１，５２と、固定子１のコイル２に流れる電流によって生じる磁界とが吸引と反発とを繰り返し、これにより回転子４が回転する。

＜永久磁石の減磁の抑制のための構成＞
図５は、コイル２の電流によって生じた磁束の流れを説明するための模式図である。なお、図５では、永久磁石５に溝５５が形成されていない。ティース１１に巻かれたコイル２の電流によって生じた磁束は、ティース１１の先端部１１１に対向する永久磁石５の表面部分を通って、隣接するティース１１に流れる。

回転子４では、ティース１１に近い部分ほど磁束が多く流れる。また、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔が狭いほど、永久磁石５の表面部分に流れる磁束が増加する（すなわち強い磁界が及ぶ）。

永久磁石５に磁化方向と反対方向の磁界（逆磁界と称する）が及ぶと、永久磁石５の内部の配向が崩れて、減磁を生じる可能性がある。特に、磁極５１と磁極５２との極間部５３はパーミアンス係数が小さいため、減磁が生じやすい。

そこで、この実施の形態１では、図２に示すように、永久磁石５の表面で且つ極間部５３（すなわち、永久磁石５で最も減磁しやすい部分）に溝５５を形成することで、永久磁石５の減磁の抑制を図っている。

また、溝５５の幅Ｌ２は、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１よりも広い。言い換えると、溝５５が形成される範囲は、永久磁石５の極間部５３を含み、且つティース１１からの磁束が特に多く鎖交する範囲である。これにより、永久磁石５において強い逆磁界が及ぶ部分を少なくし、減磁の抑制効果を高めている。

図６は、Ｌ２／Ｌ１と減磁耐力向上率との関係を示すグラフである。縦軸は、減磁耐力向上率を示し、横軸は、Ｌ２／Ｌ１を示す。減磁耐力向上率は、永久磁石５の減磁が生じたときのコイル２の電流値から求めるものであり、溝５５を有さない永久磁石５（Ｌ２／Ｌ１＝０）で減磁が生じたときのコイル２の電流値を１００％とする。

なお、Ｌ２／Ｌ１という比を用いる理由は、次の通りである。永久磁石５において、ティース１１からの磁束が流入する範囲は、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１によって決まる。一方、溝５５の幅Ｌ２は、ティース１１からの磁束による減磁を抑制するように決定される。そのため、永久磁石５の溝５５の幅Ｌ２は、ティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１に対する比（Ｌ２／Ｌ１）で評価するのが最も合理的である。ここでは、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１を一定値として、溝５５の幅Ｌ２を変化させている。

図６に示すように、Ｌ２／Ｌ１を増加させると、Ｌ２／Ｌ１が１．００を超えるまでは減磁耐力向上率は横ばいであるが、Ｌ２／Ｌ１が１．００を超えると減磁耐力向上率が増加し始める。そして、Ｌ２／Ｌ１が３．７５を超えると、減磁耐力向上率の増加が緩やかになる（すなわち勾配が横ばいになる）。

すなわち、図６に矢印Ｒで示すように、Ｌ２／Ｌ１が１．００よりも大きく、且つ３．７５以下であれば、最も効果的に減磁を抑制できることが分かる。言い換えると、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５で表される範囲が、最も効果的に減磁を抑制できる範囲であることが分かる。

次に、溝５５の形状について説明する。図７（Ａ）および（Ｂ）は、溝５５の形状の例を説明するための模式図である。図７（Ａ）に示した例では、溝５５の幅が、回転子４の径方向において一定、すなわち径方向外側と径方向内側とで同じである。これに対し、図７（Ｂ）に示した例では、溝５５の幅が回転子４の径方向内側ほど狭い。すなわち、図７（Ｂ）に示した溝５５は、周方向に延在する溝底５５ｂと、溝底５５ｂの周方向両側の溝側部５５ａ（溝壁）とを有し、溝側部５５ａが傾斜面となっている。

図７（Ａ）に示したように、溝５５の幅が回転子４の径方向外側と径方向内側とで同じ場合には、減磁を抑制する効果はあるが、軸線Ｃ１に直交する断面における永久磁石５の面積（断面積）のうち溝５５が占める割合（以下、溝５５の面積割合と称する）が大きくなるため、永久磁石５が発生する磁束が少なくなる。言い換えると、永久磁石５の磁力が低下する。そのため、トルクが低下し、モータ効率が低下する可能性がある。

これに対し、図７（Ｂ）に示したように、溝５５の幅を回転子４の径方向外側で広く、径方向内側で狭くすれば、ティース１１から永久磁石５に流れる磁束は回転子４の径方向外側ほど多いため、効率よく減磁を抑制することができる。加えて、溝５５の幅を回転子４の径方向内側で狭くすることで、溝５５の面積割合を少なくすることができる。その結果、永久磁石５が発生する磁束の減少を抑制することができる。トルクは、回転子４の磁束とコイル２に流れる電流との積に比例するため、永久磁石５が発生する磁束の減少が抑制されると、任意のトルクを出力するために必要な電流は小さくなる。そのため、ティース１１から永久磁石５に流れる磁束が減少し、さらに減磁が生じにくくなる。

図８は、溝５５の溝側部５５ａの角度の定義を説明するための模式図である。図８に示すように、軸線Ｃ１に直交する面内において、軸線Ｃ１と、溝５５の溝底５５ｂの周方向の中心点５５ｃとを通る直線Ａ１を定義する。この直線Ａ１に対し、溝側部５５ａのなす角度を、角度θとする。

図９は、溝５５の面積割合（軸線Ｃ１に直交する断面における永久磁石５の面積のうち溝５５が占める割合）の算出方法を説明するための模式図である。図９に示すように、軸線Ｃ１に直交する断面における永久磁石５の面積を、面積Ｓ１とする。また、軸線Ｃ１から永久磁石５の外周に接する円Ｂ１までの距離をＲ１とし、軸線Ｃ１から永久磁石５の内周に接する円Ｂ２までの距離をＲ２とする。半径Ｒ１の円Ｂ１の面積から半径Ｒ２の円Ｂ２の面積を引いた面積Ｓ０は、２つの円Ｂ１，Ｂ２で囲まれた円環状の部分の面積に相当する。

溝５５の面積（より具体的には、軸線Ｃ１に直交する断面における面積）は、面積Ｓ０から面積Ｓ１を引いた値（Ｓ０−Ｓ１）である。そのため、永久磁石５の面積に対する溝５５の面積の割合（％）、すなわち溝５５の面積割合は、（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００で表される。

図１０は、溝側部５５ａの角度θを２０°、３０°、４０°および５０°と変化させた場合の、溝５５の面積割合と減磁耐力向上率との関係を示すグラフである。縦軸は、減磁耐力向上率を示す。減磁耐力向上率は、減磁が生じたときのコイル２の電流値から求めるものであり、θが０の場合（図７（Ａ））に減磁が生じたときのコイル２の電流値を１００％とする。横軸は、溝５５の面積割合を示す。

図１０に示すように、溝５５の面積割合が大きくなり、また角度θが大きくなるほど、減磁耐力が向上する傾向がある。そして、溝５５の面積割合（（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００）が４．２０％より大きく、なお且つ、溝側部５５ａの角度θが３０°以上の場合には、減磁耐力向上率が１００％以上となり、減磁耐力の向上効果があることが分かる。

この結果から、永久磁石５の面積Ｓ１と、永久磁石５の外周に接する円Ｂ１と内周に接する円Ｂ２とで囲まれた環状部分の面積Ｓ０とが、（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００＞４．２０％を満足し、且つ角度θが３０°以上であれば、永久磁石５の減磁の抑制効果を高めることができることが分かる。

次に、ティース１１の先端部１１１の形状について説明する。図１１（Ａ）は、固定子１の外形を示す斜視図である。図１１（Ｂ）は、ティース１１の先端部１１１の形状を示す斜視図である。ティース１１の先端部１１１は、周方向の端部１１２に近づくほど径方向長さ（幅）が小さくなる形状を有している。

ティース１１の先端部１１１の端部１１２は、上述した空隙１５に対向する長方形の端面を有している。端部１１２の径方向長さ（幅）をＷ１で表し、ティース１１の軸方向の長さをＴ１で表すと、端部１１２の面積は、Ｗ１×Ｔ１で表される。

ティース１１に巻かれたコイル２に流れる電流によって発生する磁束を、Φで表す。固定子コア１０（ティース１１およびヨーク１２）は、鉄を主成分とする電磁鋼板で構成されている。電磁鋼板は、磁束密度が１．６Ｔを超えると磁気飽和し、透磁率が低下し、従って磁気抵抗が増加する。コイル２の電流により発生した磁束は、上述したように、ティース１１の端部１１２を通り、空隙１５を介して隣接するティース１１に流れる。

ティース１１の端部１１２での磁束密度は、Φ／（Ｗ１×Ｔ１）で表される。そのため、Φ／（Ｗ１×Ｔ１）＞１．６（Ｔ）となるように構成すると、磁束がティース１１の端部１１２を通過する際の磁気抵抗を高くすることができる。その結果、ティース１１から永久磁石５に流れる磁束を減少させることができ、永久磁石５の減磁の抑制効果をさらに高めることができる。

＜実施の形態の効果＞
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５の表面で且つ極間部５３に溝５５が形成され、溝５５の幅Ｌ２と、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔Ｌ１とが、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。そのため、ティース１１から永久磁石５に流れる磁束による永久磁石５の減磁を、効果的に抑制することができる。

また、永久磁石５の溝５５が、径方向内側ほど幅が狭くなる形状を有しているため、減磁の抑制効果を得ると共に、軸線Ｃ１に直交する断面における永久磁石５の面積の減少を抑えることができる。すなわち、永久磁石５が発生する磁束の減少を抑制し、モータ効率の低下を抑えることができる。

また、永久磁石５の面積Ｓ１と、永久磁石５の外周に接する円Ｂ１と内周に接する円Ｂ２とで囲まれた環状部分の面積Ｓ０とが、（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００＞４．２０％を満足し、溝側部５５ａの角度θを３０°以上とする構成により、永久磁石５の減磁の抑制効果を高めることができる。

また、ティース１１の周方向の端部１１２の径方向長さＷ１と、ティース１１の軸方向の長さＴ１と、ティース１１に発生する磁束Φとが、Φ／（Ｗ１×Ｔ１）＞１．６（Ｔ）を満足する構成により、ティース１１の端部１１２を磁束が通過する際の磁気抵抗を高くすることができる。その結果、ティース１１から永久磁石５に流れる磁束を減少させ、永久磁石５の減磁の抑制効果をさらに高めることができる。

変形例．
次に、実施の形態１の変形例について説明する。図１２は、実施の形態１の変形例の電動機の固定子コア１０の形状を示す図である。実施の形態１の固定子コア１０では、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔が全て一定であった。これに対し、変形例の電動機では、隣り合うティース１１の先端部１１１の間隔が一定でなく、規則的に変化する。このような電動機は、不等ピッチの電動機とも称する。

図１２において、９つのティース１１を、順に、ティース１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉとする。ティース１１ａ，１１ｂの先端部１１１の間隔をＬａとし、ティース１１ｂ，１１ｃの先端部１１１の間隔をＬｂとし、ティース１１ｃ，１１ｄの先端部１１１の間隔をＬｃとする。間隔Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、互いに異なっている。ここでは、間隔Ｌａが最も広いものとする。

また、ティース１１ｄ，１１ｅの先端部１１１の間隔を、ティース１１ａ，１１ｂの先端部１１１の間隔と同じＬａとし、ティース１１ｅ，１１ｆの先端部１１１の間隔を、ティース１１ｂ，１１ｃの先端部１１１の間隔と同じＬｂとし、ティース１１ｆ，１１ｇの先端部１１１の間隔を、ティース１１ｃ，１１ｄの先端部１１１の間隔と同じＬｃとする。同様に、ティース１１ｇ，１１ｈの先端部１１１の間隔をＬａとし、ティース１１ｈ，１１ｉの先端部１１１の間隔をＬｂとし、ティース１１ｈ，１１ａの先端部１１１の間隔をＬｃとする。間隔Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃは、上述したとおりである。

実施の形態１で説明したように、永久磁石５の減磁の原因となる磁束は、ティース１１の先端部１１１の周方向の端部１１２から永久磁石５に流れる磁束である。そのため、ティース１１の先端部１１１の間隔が広い部分では、永久磁石５のより広い範囲に磁束が及ぶ。

そこで、この変形例では、ティース１１ａ〜１１ｉの先端部１１１の間隔Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃのうち、最も広い間隔Ｌａが、実施の形態１で説明したＬ１の条件を満足するように構成している。すなわち、１．００＜Ｌ２／Ｌａ≦３．７５が成立するようにしている。このように構成することで、ティース１１の先端部１１１の間隔が一定でない電動機においても、永久磁石５の減磁を抑制する効果を得ることができる。なお、Ｌ２は、実施の形態１で説明したように、永久磁石５の溝５５（図２）の周方向の幅である。

言い換えると、この変形例では、ティース１１ａ（第１のティース）の先端部１１１とティース１１ｂ（第２のティース）の先端部１１１との間隔Ｌａが、ティース１１ｂの先端部１１１とティース１１ｃ（第３のティース）の先端部１１１との間隔Ｌｂよりも広く、またティース１１ｃの先端部１１１とティース１１ｄ（第４のティース）の先端部１１１との間隔Ｌｃよりも広く、この最も広い間隔Ｌａが１．００＜Ｌ２／Ｌａ≦３．７５を満足している。

ここでは、ティース１１ａ〜１１ｉが３通りの間隔Ｌａ，Ｌｂ，Ｌｃを有する場合について説明したが、固定子１の複数のティース１１の間隔のうち、他の間隔と異なる間隔が少なくとも１つあればよく、その中で最も広い間隔Ｌａが１．００＜Ｌ２／Ｌａ≦３．７５を満足すればよい。

以上説明したように、この変形例では、ティース１１の先端部１１１の間隔が一定でない場合に、最も広い間隔Ｌａと永久磁石５の幅５５の幅Ｌ２とが、１．００＜Ｌ２／Ｌａ≦３．７５を満足することにより、不等ピッチの電動機においても、永久磁石５の減磁の抑制効果を得ることができる。

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。図１３は、実施の形態２の電動機の永久磁石５００の形状を示す図である。実施の形態１の永久磁石５（図１）は、径方向に配向（ラジアル配向）されていた。これに対し、実施の形態２の永久磁石５００は、隣り合う磁極をつなぐように配向（極配向）されている。

永久磁石５００は、表面（外周面）に、磁極５０１（第１の磁極）と磁極５０２（第２の磁極）とを有している。磁極５０１，５０２は、周方向に交互に配列されている。磁極５０１はＮ極であり、磁極５０２はＳ極である。永久磁石５００内には、磁極５０２（Ｓ極）から磁極５０１（Ｎ極）に向かうように、円弧状に磁路が形成される。磁極５０１と磁極５０２との間に、極間部５０３が形成される。

永久磁石５００内の円弧状の磁路に対し、逆方向にティース１１から磁束が流入すると、永久磁石５００の減磁を生じやすい。極間部５０３の表面部分は磁路が短いため、特に減磁が生じやすい。そのため、永久磁石５００の表面における極間部５０３には溝５０５が形成され、減磁の抑制を図っている。

また、溝５０５の幅が径方向に一定である場合（図７（Ａ）参照）、溝５０５が永久磁石５００内の磁路を横切ることになるため、反磁界が大きくなり、パーミアンス係数の低下が生じる。パーミアンス係数が低下すると、永久磁石５００が発生する磁束が減少し、モータ効率の低下を招く。

そこで、この実施の形態２では、溝５０５の幅が径方向内側ほど狭くなるように構成している（図７（Ｂ）参照）。このように構成すれば、溝５０５の形状が永久磁石５００内の磁路に近い形状となるため、溝５０５が磁路を横切る部分を少なくすることができる。そのため、永久磁石５００が発生する磁束の低下を抑制することができ、モータ効率の低下を抑えることができる。

図１４は、極配向された永久磁石５００において、溝５０５の幅が径方向外側と内側とで同じ場合（図７（Ａ）参照）と、溝５０５の幅が径方向内側ほど狭くなる場合（図７（Ｂ）参照）のそれぞれについて、溝５０５の面積割合と誘起電圧低下率との関係を示すグラフである。なお、溝５０５の幅が径方向内側で狭くなる場合について、溝５０５の端部の角度θを０より大（ここでは５０°）としている。

図１４の縦軸は、誘起電圧低下率を示す。誘起電圧は、永久磁石５００の磁力に対応しており、従って発生するトルクにも対応している。誘起電圧の低下は、トルクの低下、すなわちモータ効率の低下につながる。誘起電圧低下率は、永久磁石５００に溝５０５を形成しない場合の誘起電圧を基準（１００％）として、誘起電圧がどの程度低下したかを示す。図１４の横軸は、溝５０５の面積割合を示す。溝５０５の面積割合の算出方法は、図９を参照して説明したとおりである。

図１４において、線分Ｄ１は、溝５０５の幅が径方向外側と内側とで同じ場合の誘起電圧低下率の変化を示し、線分Ｄ２は、溝５０５の幅が径方向内側で狭くなる場合の誘起電圧低下率の変化を示す。線分Ｄ１と線分Ｄ２とを比較すると、溝５０５の面積割合が同じであっても、溝５０５の幅が径方向内側で狭くなる場合（線分Ｄ２）の方が、誘起電圧の低下が少ないことが分かる。

この結果から、永久磁石５００の溝５０５の幅が径方向内側で狭くなる構成によって、減磁を抑制するだけでなく、永久磁石５００が発生する磁束の低下（すなわちモータ効率の低下）を抑制できることが分かる。永久磁石５００が発生する磁束の減少が抑制されることで、実施の形態１で説明したように、任意のトルクを出力するために必要な電流が小さくなる。そのため、ティース１１から永久磁石５００に流れる磁束が減少し、さらに減磁が生じにくくなる。実施の形態２の電動機は、永久磁石５００の構成を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

以上説明したように、この実施の形態２では、永久磁石５００が、隣り合う磁極５０１，５０２をつなぐように極配向され、且つ、永久磁石５００の表面における極間部５０３に溝５０５が形成されている。そのため、極配向された永久磁石５００においても、減磁を抑制することができる。また、永久磁石５の溝５０５が、径方向内側ほど幅が狭くなる形状を有しているため、永久磁石５が磁路を横切る部分を少なくし、これによりモータ効率の低下を抑えることができる。

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。図１５は、実施の形態３の電動機の永久磁石５００Ａの形状を示す図である。実施の形態３の永久磁石５００Ａは、溝５０６の形状が、上述した実施の形態２の永久磁石５００と異なっている。

実施の形態３の永久磁石５００Ａは、実施の形態２の永久磁石５００と同様、極配向されている。また、永久磁石５００Ａの表面（外周面）には、磁極５０１，５０２が周方向に交互に配列されている。磁極５０１と磁極５０２との間には、極間部５０３が形成されている。

永久磁石５００Ａの表面における極間部５０３には、溝５０６が形成されている。溝５０６は、径方向内側（軸線Ｃ１側）ほど幅が狭くなる形状を有している。さらに、この実施の形態３では、溝５０６は、永久磁石５００Ａの配向方向に沿った湾曲形状、言い換えると、磁極５０１，５０２の間の磁路に沿った湾曲形状を有している。湾曲形状は、例えば円弧形状である。

実施の形態２でも説明したように、永久磁石５００Ａ内の磁路が溝によって遮られると、パーミアンス係数が低下し、モータ効率の低下の原因となる。この実施の形態３では、溝５０６が永久磁石５００Ａの配向方向に沿った湾曲形状を有しているため、磁路を遮ることがない。そのため、永久磁石５００Ａが発生する磁束の低下を抑制し、モータ効率の低下を抑えることができる。永久磁石５００Ａが発生する磁束の減少が抑制されることで、実施の形態１で説明したように、任意のトルクを出力するために必要な電流が小さくなる。そのため、ティース１１から永久磁石５００Ａに流れる磁束が減少し、さらに減磁が生じにくくなる。実施の形態３の電動機は、永久磁石５００Ａの構成を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

以上説明したように、この実施の形態３では、永久磁石５００Ａが極配向され、なお且つ、永久磁石５００Ａの表面における極間部５０３に形成された溝５０６が、永久磁石５００Ａの配向方向に沿った湾曲形状を有している。そのため、溝５０６が永久磁石５００Ａの磁路を横切らないようにすることができ、モータ効率の低下を抑えることができる。

なお、これら実施の形態２，３に、実施の形態１の変形例で説明したティース１１の先端部１１１の間隔が一定でない電動機の構成を適用してもよい。

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。図１６は、実施の形態４の電動機の構成を示す図である。実施の形態４の電動機１０１は、ティース１１の数およびコイル２の巻線パターンが、実施の形態１の電動機１００と異なる。

ここでは、固定子１は、１２個のティース１１を有している。１２個のティース１１を、順に、ティース１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｌとする。また、ティース１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｌのそれぞれに集中巻きで巻かれたコイル２を、コイル２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌとする。

コイル２ａ，２ｆには、Ｕ相の電流が流れる。コイル２ｂ，２ｉには、Ｗ相の電流が流れる。コイル２ｅ，２ｊには、Ｖ相の電流が流れる。また、コイル２ｇ，２ｌには、Ｕ相に対して逆位相の（すなわち位相が１８０度反転した）Ｕバー相の電流が流れる。コイル２ｃ，２ｈには、Ｗ相とは逆位相のＷバー相の電流が流れる。コイル２ｄ，２ｋには、Ｖ相とは逆位相のＶバー相の電流が流れる。

この巻線パターンでは、ティース１１ａに巻かれたコイル２ａにはＵ相の電流が流れ、隣接するティース１１ｌに巻かれたコイル２ｌにはＵバー相の電流が流れる。また、ティース１１ｂに巻かれたコイル２ｂにはＷ相の電流が流れ、隣接するティース１１ｃに巻かれたコイル２ｃにはＷバー相の電流が流れる。また、ティース１１ｄに巻かれたコイル２ｄにはＶバー相の電流が流れ、ティース１１ｅに巻かれたコイル２ｅにはＶ相の電流が流れる。

同様に、ティース１１ｆに巻かれたコイル２ｆにはＵ相の電流が流れ、隣接するティース１１ｇに巻かれたコイル２ｇにはＵバー相の電流が流れる。また、ティース１１ｈに巻かれたコイル２ｈにはＷバー相の電流が流れ、隣接するティース１１ｉに巻かれたコイル２ｉにはＷ相の電流が流れる。また、ティース１１ｊに巻かれたコイル２ｊにはＶ相の電流が流れ、隣接するティース１１ｋに巻かれたコイル２ｋにはＶバー相の電流が流れる。このように、この実施の形態２では、隣り合うティース１１に巻かれたコイル２には、互いに逆位相の電流が流れる。

仮に、ティース１１ａに巻かれたコイル２ａにＵ相の電流が流れ、ティース１１ａに隣接するティース１１ｌ，１１ｂに巻かれたコイル２ｌ，２ｂにＶ相およびＷ相の電流がそれぞれ流れたとすると、コイル２ａに流れる電流に対してコイル２ｌ，２ｂに流れる電流の位相差がいずれも１２０度であるため、ティース１１ａからティース１１ｌ，１１ｂに均等に磁束が流れる。

これに対し、この実施の形態４では、ティース１１ａ（第１のティース）に巻かれたコイル２ａ（第１のコイル）と、隣接するティース１１ｌ（第２のティース）に巻かれたコイル２ｌ（第２のコイル）に、互いに逆位相の電流が流れるため、ティース１１ａで発生した磁束の殆どがティース１１ｌに流れる。そのため、ティース１１ａの先端部１１１とティース１１ｌの先端部１１１との間を流れる磁束の量も増加し、その結果、永久磁石５に流れる磁束も増加する。言い換えると、ティース１１ａ，１１ｌから永久磁石５に対して、より強い磁界が作用する。

しかしながら、実施の形態１で説明したように、永久磁石５の極間部５３に溝５５が形成されているため、ティース１１ａ，１１ｌの先端部１１１からの磁束による減磁を抑制することができる。他のティース１１ｂ〜１１ｋからの磁束についても同様である。このように、永久磁石５の極間部５３に溝５５を形成することによる減磁の抑制は、図１６に示したような巻線パターンを有する電動機において、特に有用である。

なお、図１６に示した例では、いずれのティース１１に巻かれたコイル２にも、隣接するティース１１に巻かれたコイル２とは逆位相の電流が流れたが、このような構成に限定されるものではない。複数のティース１１のうち、少なくとも２つの隣接するティース１１に巻かれたコイル２に逆位相の電流が流れればよい。実施の形態４の電動機は、以上の構成を除き、実施の形態１の電動機と同様に構成されている。

以上説明したように、本発明の実施の形態４では、隣接するティース１１に巻かれたコイル２に互いに逆位相の電流が流れる電動機において、永久磁石５の表面における極間部５３に溝５５が形成されている。そのため、ティース１１の先端部１１１から永久磁石５に流れる磁束の量が多い場合であっても、永久磁石５の減磁を抑制することができる。

なお、この実施の形態４に、実施の形態１の変形例で説明したティース１１の先端部１１１の間隔が一定でない電動機の構成を適用してもよく、また、実施の形態２，３で説明した永久磁石の極配向および溝形状を適用してもよい。

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。図１７は、実施の形態５の電動機の構成を示す図である。実施の形態５の電動機１０２は、回転子９が固定子８の外側に配置されたアウタロータ型の構成を有する点で、実施の形態１の電動機１００と異なる。

固定子８は、例えば電磁鋼板の積層体で構成された固定子コア８０と、固定子コア８０に巻き付けられたコイル７とを有する。固定子コア８０は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク８２と、ヨーク８２から径方向外側に延在する複数のティース８１とを有する。ティース８１は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に等間隔に形成されている。

ティース８１の径方向外側の先端には、ティース８１の他の部分よりも幅（周方向の寸法）が広い先端部８１ａが形成されている。先端部８１ａは、周方向の両端部に、端部８５をそれぞれ有している。隣り合うティース８１の先端部８１ａの間隔（すなわち対向する端部８５の間隔）を、間隔Ｌ１とする。

回転子９は、固定子８の周囲に環状に配置された永久磁石９０を有している。永久磁石９０は、軸線Ｃ１を中心とする周方向に交互に配列された磁極９１，９２を有している。ここでは、永久磁石９０は８極であり、４つの磁極９１と４つの磁極９２とを有しているが、極数は８極に限定されるものではない。永久磁石９０の材質は、実施の形態１で説明した通りである。また、回転子９は、図示しないハブを介してシャフトに取り付けられており、軸線Ｃ１は当該シャフトの回転中心である。

永久磁石９０の磁極９１，９２の間には、極間部９３が形成されている。永久磁石９０の内周面（表面）で且つ極間部９３には、溝９５が形成されている。溝９５は、軸方向に延在している。溝９５の周方向における幅を、幅Ｌ２とする。

ティース８１に巻かれたコイル７に流れる電流によって生じた磁束は、ティース８１の先端部８１ａに対向する回転子９の表面部分を通って、隣接するティース８１に流れる。隣り合うティース８１の先端部８１ａの間隔が狭いほど、永久磁石９０に流れる磁束が増加する。特に、磁極９１，９２の極間部９３では、減磁が生じやすい。

この実施の形態５では、永久磁石９０の表面（内周面）で且つ極間部９３（すなわち、永久磁石９０で最も減磁しやすい部分）に溝９５を形成し、これにより永久磁石９０の減磁を抑制している。

また、ティース８１の先端部８１ａの間隔Ｌ１と、永久磁石９０の溝９５の幅Ｌ２とは、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。言い換えると、溝９５の幅Ｌ２は、隣り合うティース８１の先端部８１ａの間隔Ｌ１よりも広く、且つ当該間隔Ｌ１の３．７５倍以下である。これにより、実施の形態１で説明したように、永久磁石９０の減磁の抑制効果を高めることができる。

また、溝９５は、径方向外側ほど（すなわち固定子８からの距離が長くなるほど）幅が狭くなる形状を有している。これにより、永久磁石９０の減磁を抑制すると共に、溝９５の面積割合の減少を抑制し、モータ効率の低下を抑えることができる。

この実施の形態５においても、永久磁石９０の面積Ｓ１と、永久磁石９０の外周に接する円と内周に接する円とで囲まれた環状部分の面積Ｓ０とが、（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００＞４．２０％を満足し、溝９５の周方向端部の溝側部９５ａの角度θが３０°以上であることが望ましい。これにより、実施の形態１で説明したように、永久磁石９０の減磁の抑制効果を高めることができる。

また、ティース８１の周方向の端部８５の径方向長さＷ１、ティース８１の軸方向の長さＴ１、およびティース８１に発生する磁束Φは、Φ／（Ｗ１×Ｔ１）＞１．６（Ｔ）を満足することが望ましい。これにより、実施の形態１で説明したように、ティース８１から永久磁石９０に流れる磁束を減少させて、減磁の抑制効果を高めることができる。

以上説明したように、本発明の実施の形態５では、永久磁石９０の表面（内周面）における極間部９３に溝９５が形成され、溝９５の幅Ｌ２と、隣り合うティース８１の先端部８１ａの間隔Ｌ１とが、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。そのため、永久磁石９０の減磁を効果的に抑制することができる。

なお、この実施の形態５に、実施の形態１の変形例で説明したティース１１の先端部１１１の間隔が一定でない電動機の構成を適用してもよく、また、実施の形態２，３で説明した永久磁石の極配向および溝形状を適用してもよい。また、実施の形態４で説明した巻線パターンを適用してもよい。

＜空気調和装置＞
次に、上述した各実施の形態の電動機を適用した空気調和装置について説明する。図１８は、実施の形態１の電動機１００を用いた空気調和装置３００の構成を示す図である。なお、実施の形態１の電動機１００に換えて、変形例または実施の形態２〜５の何れの電動機を用いてもよい。空気調和装置３００は、室外機３０１と、室内機３０２と、これらを接続する冷媒配管３０３とを備える。室外機３０１は、送風機としての室外送風機３０５を備えている。

図１９（Ａ）は、室外機３０１の構成を示す正面図である。図１９（Ｂ）は、図１９（Ａ）に示した線分１９Ｂ−１９Ｂにおける断面図である。室外機３０１は、ハウジング３０６と、ハウジング３０６内に固定されたフレーム３０７とを有している。フレーム３０７には、室外送風機３０５の駆動源としての電動機１００が固定されている。電動機１００のシャフト４０には、ハブ３０８を介して羽根車３０４が取り付けられている。

電動機１００、ハブ３０８および羽根車３０４により、室外送風機３０５が構成される。図１９（Ａ）には、冷媒を圧縮する圧縮機３０９も示されている。電動機１００の回転子４（図１）が回転すると、シャフト４０に取り付けられた羽根車３０４が回転し、室外に送風する。空気調和装置３００の冷房運転時には、圧縮機３０９で圧縮された冷媒が凝縮器（図示せず）で凝縮する際に放出された熱を、室外送風機３０５の送風によって室外に放出する。

上述した実施の形態１の電動機１００は、永久磁石５の減磁を抑制し、また、モータ効率を向上している。そのため、電動機１００を室外送風機３０５の動力源に用いることにより、長期間に亘って空気調和装置３００の運転効率を向上し、消費エネルギーを低減することができる。他の実施の形態の電動機を室外送風機３０５の動力源に用いた場合も同様である。

なお、ここでは、室外機３０１の室外送風機３０５に、各実施の形態で説明した電動機を用いたが、室内機３０２の送風機に各実施の形態の電動機を用いてもよい。

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、種々の改良または変形を行なうことができる。

１ 固定子、 １０ 固定子コア、 １１，１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅ，１１ｆ，１１ｇ，１１ｈ，１１ｉ，１１ｊ，１１ｋ，１１ｌ ティース、 １２ ヨーク、 １４ スロット、 １５ スロット開口、 ２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ，２ｆ，２ｇ，２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ，２ｌ コイル、 ３ インシュレータ、 ４ 回転子、 ４０ シャフト、 ４１ 樹脂部、 ５ 永久磁石、 ５１ 磁極、 ５２ 磁極、 ５３ 極間部、 ５５ 溝、 ５５ａ 端面、 ７ コイル、 ８ 固定子、 ９ 回転子、 ８０ 固定子コア、 ８１ ティース、 ８１ａ 先端部、 ８２ ヨーク、 ８５ 端部、 ９０ 永久磁石、 ９１，９２ 磁極、 ９３ 極間部、 ９５ 溝、 １００，１０１，１０２ 電動機、 １１１先端部、 １１２ 端部、 １１３ 先端面、 ３００ 空気調和装置、 ３０１ 室外機、 ３０２ 室内機、 ３０３ 冷媒配管、 ３０４ 羽根車、 ３０５ 室外送風機、 ５００，５００Ａ 永久磁石、 ５０１，５０２ 磁極、 ５０３ 極間部、 ５０５，５０６ 溝。

本発明の電動機は、軸線を中心とする環状のヨークと、ヨークから内周側または外周側に延在する第１のティースおよび第２のティースとを有する固定子と、当該軸線を中心として回転可能な回転子であって、固定子に対向する表面に、永久磁石を有する回転子とを備える。第１のティースおよび第２のティースは、いずれも、永久磁石に対向する先端部を有する。永久磁石は、当該軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁極および第２の磁極と、第１の磁極と第２の磁極との極間部に形成された溝とを有する。溝は、周方向の端部に溝側部を有する。第１のティースの先端部と第２のティースの先端部との当該周方向の間隔Ｌ１と、溝の当該周方向の幅Ｌ２とは、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する。当該軸線に直交する面において、当該軸線と溝の周方向の中心点とを通る直線に対する溝側部のなす角度が３０°以上であり、当該軸線に直交する面における永久磁石の面積Ｓ１と、永久磁石の外周に接する円および内周に接する円で囲まれた環状部分の面積Ｓ０とが、（Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００＞４．２０％を満足する。

Claims (15)

1. 軸線を中心とする環状のヨークと、前記ヨークから内周側または外周側に延在する第１のティースおよび第２のティースとを有する固定子と、
   前記軸線を中心として回転可能な回転子であって、前記固定子に対向する表面に、永久磁石を有する回転子と
   を備え、
   前記第１のティースおよび前記第２のティースは、いずれも、前記永久磁石に対向する先端部を有し、
   前記永久磁石は、前記軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁極および第２の磁極と、前記第１の磁極と前記第２の磁極との極間部に形成された溝とを有し、
   前記第１のティースの前記先端部と前記第２のティースの前記先端部との前記周方向の間隔Ｌ１と、前記溝の前記周方向の幅Ｌ２とが、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する
   電動機。
2. 前記溝は、前記周方向における幅が、前記固定子からの距離が長くなるほど減少する形状を有している
   請求項１に記載の電動機。
3. 前記永久磁石は、前記第１の磁極と前記第２の磁極とをつなぐように極配向されている
   請求項２に記載の電動機。
4. 前記溝は、前記軸線に直交する面内において、前記永久磁石の配向方向に沿った湾曲形状を有している
   請求項３に記載の電動機。
5. 前記永久磁石は、前記軸線を中心とする径方向に配向されている
   請求項１または２に記載の電動機。
6. 前記固定子は、前記第１のティースに対して前記第２のティースと反対の側に、第３のティースを有し、
   前記第１のティースの前記先端部と前記第２のティースの前記先端部との前記間隔Ｌ１は、前記第２のティースの前記先端部と前記第３のティースの先端部との間隔よりも広い
   請求項１から５までの何れか１項に記載の電動機。
7. 前記溝は、前記周方向の端部に溝側部を有し、
   前記軸線に直交する面において、前記軸線と前記溝の前記周方向の中心点とを通る直線に対する前記溝側部のなす角度が３０°以上であり、
   前記軸線に直交する面における前記永久磁石の面積Ｓ１と、前記永久磁石の外周に接する円および内周に接する円で囲まれた環状部分の面積Ｓ０とが、
   （Ｓ０−Ｓ１）／Ｓ１×１００＞４．２０％
   を満足する
   請求項１から６までの何れか１項に記載の電動機。
8. 前記溝は、前記周方向に延在する溝底と、前記周方向において前記溝底の両側に形成された２つの溝側部とを有する
   請求項１から７までの何れか１項に記載の電動機。
9. 前記第１のティースの前記先端部の前記周方向の端部の径方向の長さＷ１と、前記第１のティースの前記軸線の方向の長さＴ１と、前記第１のティースに巻かれたコイルに流れる電流によって前記第１のティースに発生する磁束Φとが、
   Φ／（Ｗ１×Ｔ１）＞１．６（Ｔ）
   を満足する
   請求項１から８までの何れか１項に記載の電動機。
10. 前記永久磁石は、ボンド磁石で構成されている
    請求項１から９までの何れか１項に記載の電動機。
11. 前記第１のティースに第１のコイルが巻かれ、前記第２のティースに第２のコイルが巻かれ、
    前記第１のコイルと前記第２のコイルとに互いに逆位相の電流が流れる
    請求項１から１０までの何れか１項に記載の電動機。
12. 前記固定子は、前記回転子の外周側に配置され、
    前記第１のティースおよび前記第２のティースは、前記ヨークから内周側に延在し、
    前記永久磁石の外周面に、前記溝が形成されている
    請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
13. 前記固定子の外側を覆うモールド樹脂部をさらに備え、
    前記回転子は、シャフトと、前記シャフトに固定されて前記永久磁石を保持する樹脂部とを有する
    請求項１２に記載の電動機。
14. 前記固定子は、前記回転子の内周側に配置され、
    前記第１のティースおよび前記第２のティースは、前記ヨークから外周側に延在し、
    前記永久磁石の内周面に、前記溝が形成されている
    請求項１から１１までの何れか１項に記載の電動機。
15. 室外機と、室内機と、前記室外機と前記室内機とを連結する冷媒配管とを備え、
    前記室外機および前記室内機の少なくとも一方は、送風機を有し、
    前記送風機は、羽根と、前記羽根を回転させる電動機とを有し、
    前記電動機は、
    軸線を中心とする環状のヨークと、前記ヨークから内周側または外周側に延在する第１のティースおよび第２のティースとを有する固定子と、
    前記軸線を中心として回転可能な回転子であって、前記固定子に対向する表面に、永久磁石を有する回転子と
    を備え、
    前記第１のティースおよび前記第２のティースは、いずれも、前記永久磁石に対向する先端部を有し、
    前記永久磁石は、前記軸線を中心とする周方向に隣り合う第１の磁極および第２の磁極と、前記第１の磁極と前記第２の磁極との極間部に形成された溝とを有し、
    前記第１のティースの前記先端部と前記第２のティースの前記先端部との前記周方向の間隔Ｌ１と、前記溝の前記周方向の幅Ｌ２とが、１．００＜Ｌ２／Ｌ１≦３．７５を満足する
    空気調和装置。

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