WO2021171420A1 - 回転子、電動機、送風機、空気調和装置、及び回転子の製造方法 - Google Patents

Abstract

回転子（１）は、回転軸（２５）と、周方向に互いに隣接して配置された第１の鉄心部（２１）及び第２の鉄心部（２２）を有する回転子鉄心（１０）と、第１の鉄心部（２１）に備えられた永久磁石（２０）とを有する。第２の鉄心部（２２）には、仮想磁極（Ｐ２）が形成されている。第１の鉄心部（２１）は、永久磁石（２０）よりも回転子鉄心（１０）の径方向の内側に形成された空隙部（１５）を有する。空隙部（１５）は、回転軸（２５）に向かって周方向の幅が広がる第１の部分（１５ａ）を有する。空隙部（１５）における径方向の最も内側に位置して空隙部（１５）を規定する径方向外向きの面（１５ｃ）は、第２の鉄心部（２２）における径方向の最も内側の部分（２２ａ）よりも径方向の内側に位置し、又は、空隙部（１５）と回転軸（２５）を囲む回転子鉄心（１０）の中空部（１０ｃ）との間には境界部が存在しない。

Description

回転子、電動機、送風機、空気調和装置、及び回転子の製造方法

　本開示は、回転子、電動機、送風機、空気調和装置、及び回転子の製造方法に関する。

　電動機の回転子として、回転子鉄心の一部を仮想磁極として機能させるコンシクエントポール型の回転子が提案されている。例えば、特許文献１を参照。

　特許文献１では、回転子鉄心に形成された突極が仮想磁極として機能する。また、特許文献１では、回転子は、永久磁石から出た磁束を突極に流すスリットを有する。

特開２０１１－１０３７５９号公報

　しかしながら、特許文献１に記載のスリットの周方向の幅は径方向の各位置において同じである。そのため、永久磁石から出た磁束のうち、回転子鉄心における永久磁石の径方向内側に位置する部分を通って突極へ流れ込む磁束の量が少ないという課題がある。また、特許文献１の回転子鉄心は、回転軸と円筒面同士で嵌合しているため、回転子鉄心から回転軸へのトルクの伝達が不十分になる場合があるという課題もある。

　本開示は、永久磁石から出た磁束のうち仮想磁極に流れ込む磁束の量を増加させつつ、回転軸にトルクを伝達させ易くすることを目的とする。

　本開示の一態様に係る回転子は、回転軸と、前記回転軸に支持され、周方向に互いに隣接して配置された第１の鉄心部及び第２の鉄心部を有する回転子鉄心と、前記第１の鉄心部に備えられた永久磁石とを有し、前記第２の鉄心部には、仮想磁極が形成されていて、前記第１の鉄心部は、前記永久磁石よりも前記回転子鉄心の径方向の内側に形成された空隙部を有し、前記空隙部は、前記回転軸に向かって前記周方向の幅が広がる第１の部分を有し、前記径方向の最も内側に位置して前記空隙部を規定する前記径方向外向きの面は、前記第２の鉄心部における前記径方向の最も内側の部分よりも前記径方向の内側に位置し、又は、前記空隙部と前記回転軸を囲む前記回転子鉄心の中空部との間には境界部が存在しない。

　本開示によれば、永久磁石から出た磁束のうち仮想磁極に流れ込む磁束の量を増加させつつ、回転軸にトルクを伝達させ易くすることができる。

実施の形態１に係る電動機の部分断面を示す構成図である。 図１に示される回転子及びモールド固定子をＡ２－Ａ２線で切断した断面図である。 実施の形態１に係る回転子の一部を示す側面図である。 図３に示される回転子をＡ４－Ａ４線で切断した断面図である。 実施の形態１に係る回転子の回転子鉄心及び永久磁石を示す平面図である。 比較例１に係る回転子における磁束の流れを示す模式図である。 実施の形態１に係る回転子における磁束の流れを示す模式図である。 実施の形態１に係る回転子の電磁鋼板の板厚に対する磁石挿入孔と空隙部との間の部分の厚みの比（ｔ_１／ｔ_０）と、電動機の騒音レベルとの関係を示すグラフである。 比較例２に係る回転子の第２の鉄心部における磁束の流れを示す模式図である。 実施の形態１に係る回転子の構成を示す断面図である。 図１０に示される回転子を＋ｚ軸側から見た図である。 図１０に示される回転子を－ｚ軸側から見た図である。 比較例３に係る電動機の内部における軸電流の流れを両方向矢印で示す図である。 実施の形態１に係る回転子の製造工程を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る回転子の製造工程において用いられる成形金型の構成を示す断面図である。 実施の形態２に係る回転子を示す平面図である。 実施の形態３に係る回転子を示す平面図である。 実施の形態４に係る回転子を示す平面図である。 実施の形態１～４のいずれかの回転子を有する電動機が適用された空気調和装置の構成を示す図である。 図１９に示される室外機の構成を示す断面図である。

　以下に、本開示の実施の形態に係る回転子、電動機、送風機、空気調和装置、及び回転子の製造方法を、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態は、例にすぎず、実施の形態を適宜組み合わせること及び各実施の形態を適宜変更することが可能である。

　図面には、説明の理解を容易にするために、ｘｙｚ直交座標系が示されている。ｚ軸は、回転子の軸線に平行な座標軸である。ｘ軸は、ｚ軸に直交する座標軸である。ｙ軸は、ｘ軸及びｚ軸の両方に直交する座標軸である。

　《実施の形態１》
　〈電動機〉
　図１は、実施の形態１に係る電動機１００の部分断面を示す構成図である。電動機１００は、回転子１と、回転子１を囲むモールド固定子９とを有している。モールド固定子９は、固定子５と、固定子５を覆うモールド樹脂部５６とを有している。回転子１は、固定子５の内側に配置されている。つまり、電動機１００は、インナーロータ型の電動機である。

　回転子１は、回転子鉄心１０と、回転軸としてのシャフト２５と、シャフト２５を回転可能に支持する第１の軸受７及び第２の軸受８とを有している。回転子１は、シャフト２５の軸線Ｃ１を中心に回転可能である。シャフト２５は、モールド固定子９から＋ｚ軸側に突出している。シャフト２５の先端部２５ａには、例えば、送風機のファン（つまり、後述する室外送風機１５０の羽根車５０４）が取り付けられる。

　以下の説明では、ｚ軸方向を「軸方向」、軸方向に直交する方向を「径方向」、シャフト２５の軸線Ｃ１を中心とする円の円周に沿った方向を「周方向」（例えば、図２に示される矢印Ｒ１）と呼ぶ。また、シャフト２５の突出側（つまり、＋ｚ軸側）を「負荷側」、シャフト２５の突出側に対する反対側を「反負荷側」とも呼ぶ。

　第１の軸受７及び第２の軸受８は、転がり軸受であり、例えば、玉軸受である。第１の軸受７は、負荷側の軸受である。第１の軸受７は、シャフト２５におけるモールド固定子９から突出している部分を回転可能に支持している。第２の軸受８は、反負荷側の軸受である。第２の軸受８は、後述する絶縁スリーブ６０を介して、シャフト２５の－ｚ軸側の端部２５ｂを回転可能に支持している。

　回転子１は、位置検出用マグネットとしてのセンサマグネット４５を更に有していてもよい。センサマグネット４５は、例えば、回転子鉄心１０よりも－ｚ軸側に取り付けられていて、回路基板４０と対向している。センサマグネット４５の磁界が回路基板４０に備えられた磁気センサ（図示しない）によって検出されることによって、回転子１の周方向Ｒ１における位置が検出される。

　図２は、図１に示される回転子１及びモールド固定子９をＡ２－Ａ２線で切断した断面図である。なお、図２では、モールド固定子９のモールド樹脂部５６の図示が省略されている。図１及び２に示されるように、固定子５は、固定子鉄心５０と、固定子鉄心５０に巻き付けられたコイル５５とを有している。

　固定子鉄心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びる複数のティース５２とを有している。ティース５２の先端部は、エアギャップを介して回転子１と径方向に対向している。複数のティース５２は、周方向Ｒ１に一定間隔で配置されている。実施の形態１では、ティース５２の数は、例えば、１２個である。なお、ティース５２の数は１２個に限定されず、２個以上であればよい。コイル５５は、インシュレータ５３を介して固定子鉄心５０に巻き付けられている。インシュレータ５３は、例えば、ＰＢＴ（Ｐｏｌｙ　Ｂｕｔｙｌｅｎｅ　Ｔｅｌｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂材料によって形成されている。

　図１に示されるように、モールド樹脂部５６は、開口部５６ａと、軸受保持部５６ｂとを有している。開口部５６ａは、モールド樹脂部５６の＋ｚ軸側に形成されている。開口部５６ａには、第１の軸受７を保持するブラケット６が取り付けられている。ブラケット６は、例えば、金属製の部材である。軸受保持部５６ｂは、モールド樹脂部５６の－ｚ軸側に形成されている。軸受保持部５６ｂには、第２の軸受８が保持されている。モールド樹脂部５６は、例えば、ＢＭＣ（Ｂｕｌｋ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）樹脂等の熱硬化性樹脂によって形成されている。

　モールド樹脂部５６の内部には、回路基板４０が埋め込まれている。図１では、回路基板４０は、モールド樹脂部５６の内部において、回転子１よりも－ｚ軸側に配置されている。回路基板４０には、コイル５５に電力を供給するための電源リード線などが配線されている。

　電動機１００は、キャップ４１を更に有していてもよい。キャップ４１は、ブラケット６の一部を覆うように、シャフト２５に固定されている。キャップ４１は、電動機１００の内部に異物（例えば、水など）が侵入することを防止する部材である。

　〈回転子〉
　次に、図２～４を用いて、回転子１の詳細な構成について説明する。図３は、回転子１の一部を示す側面図である。図４は、図３に示される回転子１をＡ４－Ａ４線で切断した断面図である。図２～４に示されるように、回転子１の回転子鉄心１０は、軸線Ｃ１を中心とする環状の部材である。回転子鉄心１０の中空部１０ｃは、シャフト２５が挿入される挿入孔である。つまり、中空部１０ｃは、シャフト２５の周囲を囲んでいる。

　回転子鉄心１０は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板１８を有している。複数の電磁鋼板１８のうち１枚の電磁鋼板１８の板厚ｔ_０（図３参照）は、例えば、０．１ｍｍ～０．５ｍｍである。複数の電磁鋼板１８のそれぞれは、プレス金型を用いた打ち抜き加工によって、予め決められた形状に加工されている。複数の電磁鋼板１８は、溶接、カシメ又は接着等によって互いに固定されている。実施の形態１では、複数の電磁鋼板１８は、カシメによって互いに固定されている。

　回転子鉄心１０には、永久磁石２０が備えられている。実施の形態１では、永久磁石２０は、回転子鉄心１０に埋め込まれている。つまり、回転子１は、ＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）構造である。なお、回転子１は、回転子鉄心１０の外周に永久磁石２０が取り付けられたＳＰＭ（Ｓｕｒｆａｃｅ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）構造であってもよい。

　回転子１は、回転子鉄心１０とシャフト２５とを連結する連結部３０を更に有していてもよい。つまり、実施の形態１では、回転子鉄心１０は、連結部３０を介してシャフト２５に支持されている。連結部３０は、電気絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。連結部３０は、例えば、ＰＢＴ等の熱可塑性樹脂によって形成されている。回転子鉄心１０、シャフト２５、及び後述する絶縁スリーブ６０は、樹脂製の連結部３０を介して一体化されている。なお、以下の説明では、永久磁石２０が取り付けられた回転子鉄心１０、シャフト２５及び絶縁スリーブ６０を樹脂で一体化することを「一体成形」と呼ぶ。

　図４に示されるように、連結部３０は、内筒部３１と、複数のリブ３２と、外筒部３３と、を有している。内筒部３１は環状であり、シャフト２５の外周面に接している。外筒部３３は、回転子鉄心１０の内周面に接している。複数のリブ３２は、内筒部３１と外筒部３３とを接続している。複数のリブ３２は、内筒部３１から径方向外側に放射状に延びている。複数のリブ３２は、軸線Ｃ１を中心として周方向Ｒ１に等間隔に配置されている。周方向Ｒ１に隣り合う複数のリブ３２の間には、軸方向に貫通する空洞部３５が形成されている。

　図５は、回転子１の回転子鉄心１０及び永久磁石２０を示す平面図である。図５に示されるように、回転子鉄心１０は、永久磁石２０が取り付けられている第１の鉄心部２１と、永久磁石２０が取り付けられていない第２の鉄心部２２とを有している。実施の形態１では、回転子鉄心１０は、複数（例えば、５つ）の第１の鉄心部２１と、複数（例えば、５つ）の第２の鉄心部２２とを有している。複数の第１の鉄心部２１と複数の第２の鉄心部２２とは、周方向Ｒ１に交互に配置されている。つまり、第１の鉄心部２１と第２の鉄心部２２とは、周方向Ｒ１に互いに隣接して配置されている。

　第１の鉄心部２１は、磁石挿入部としての磁石挿入孔１１を有している。磁石挿入孔１１は、第１の鉄心部２１の外周２１ｂよりも径方向内側に形成されている。磁石挿入孔１１の形状は、例えば、平面視で、直線状である。実施の形態１では、１つの磁石挿入孔１１に１つの永久磁石２０が挿入されている。磁石挿入孔１１と永久磁石２０との間には、図示しない樹脂材料（例えば、ＰＢＴ）が充填されている。なお、磁石挿入孔１１の形状は、平面視で、径方向内側に凸を向けた又は径方向外側に凸を向けたＶ字形状であってもよい。また、１つの磁石挿入孔１１には、２つ以上の永久磁石２０が挿入されていてもよい。

　永久磁石２０は、例えば、希土類磁石である。実施の形態１では、永久磁石２０は、例えば、Ｎｄ（ネオジウム）－Ｆｅ（鉄）－Ｂ（ホウ素）を含むネオジウム希土類磁石である。永久磁石２０は、例えば、板状である。実施の形態１では、永久磁石２０は、平板状である。実施の形態１では、永久磁石２０は、平面視で、長方形状である。

　複数の永久磁石２０は、径方向外側に互いに同一の極性を持つ磁極（例えば、Ｎ極）を有している。これにより、回転子１には、永久磁石２０によって構成された磁石磁極Ｐ１が形成されている。

　複数の永久磁石２０は、径方向内側に互いに同一の極性を持つ磁極（例えば、Ｓ極）を有している。第２の鉄心部２２には、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束が流れ込むことにより、第２の鉄心部２２の径方向外側に仮想磁極Ｐ２（例えば、Ｓ極）が形成される。したがって、複数の第２の鉄心部２２は、径方向外側に互いに同一の極性を持つ仮想磁極Ｐ２を構成している。

　回転子１は、磁石磁極Ｐ１及び仮想磁極Ｐ２が周方向Ｒ１に交互に配列されているコンシクエントポール型の回転子である。コンシクエントポール型の回転子１では、同じ極数の非コンシクエントポール型の回転子と比較して、永久磁石２０の数を半分にすることができる。これにより、回転子１の製造コストが低減される。なお、実施の形態１では、回転子１の極数は１０であるが、１０に限らず、４以上の偶数であればよい。また、回転子１では、磁石磁極Ｐ１がＳ極、仮想磁極Ｐ２がＮ極であってもよい。

　以下の説明では、磁石磁極Ｐ１の周方向Ｒ１の中心（つまり、極中心）を通って径方向に延びる直線を「磁石磁極中心線Ｍ１」と呼ぶ。言い換えれば、磁石磁極中心線Ｍ１は、永久磁石２０の周方向Ｒ１の中心を通って径方向に延びる直線である。また、仮想磁極Ｐ２の周方向Ｒ１の中心（つまり、極中心）を通って径方向に延びる直線を「仮想磁極中心線Ｍ２」と呼ぶ。

　第１の鉄心部２１は、漏れ磁束抑制穴としての複数のフラックスバリア１２を更に有している。フラックスバリア１２は、磁石挿入孔１１の周方向Ｒ１の両側にそれぞれ形成されている。フラックスバリア１２と第１の鉄心部２１の外周２１ｂとの間の部分２１ｃは薄肉となっているため、隣り合う磁石磁極Ｐ１と仮想磁極Ｐ２との間における漏れ磁束が抑制される。

　第２の鉄心部２２は、カシメ部１４を有している。カシメ部１４は、軸方向に積層された複数の電磁鋼板１８（図３参照）をカシメによって固定したときに形成されたカシメ痕である。カシメ部１４は、第２の鉄心部２２の径方向内側に形成されている。軸方向に見たときのカシメ部１４の形状は、例えば、円形状である。なお、カシメ部１４の形状は円形状に限らず、矩形状などの他の形状であってもよい。

　〈空隙部〉
　第１の鉄心部２１には、永久磁石２０（つまり、磁石挿入孔１１）よりも径方向内側に空隙部１５が形成されている。空隙部１５は、積層された複数の電磁鋼板１８（図３参照）を軸方向に貫通している開口部である。空隙部１５は、第１の部分１５ａと、第１の部分１５ａに繋がっている第２の部分１５ｂとを有している。

　第１の部分１５ａにおける周方向Ｒ１の幅は、径方向内側に向かうほど広くなっている。言い換えれば、第１の部分１５ａは、図４に示されるシャフト２５に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる。軸方向に見たときの第１の部分１５ａの形状は、例えば、半円形である。第２の部分１５ｂは、径方向内側に向かうほど周方向Ｒ１の幅が狭くなっている。軸方向に見たときの第２の部分１５ｂの形状は、例えば、半円形である。つまり、実施の形態１では、軸方向に見たときの空隙部１５の形状は、円形である。なお、空隙部１５の形状は、円形に限らず、楕円形などの他の形状であってもよい。

　空隙部１５における径方向の最も内側に位置する径方向外向きの面１５ｄは、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａよりも径方向内側に位置している。径方向外向きの面１５ｄは、空隙部１５を規定する複数の面のうちの１つである。なお、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａは、第２の鉄心部２２における径方向の最も内側の部分である。具体的には、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａは、第２の鉄心部２２の内周面である。

　空隙部１５は、磁石磁極中心線Ｍ１に重なる位置に配置されている。空隙部１５は、磁石磁極中心線Ｍ１を基準にして対称な形状を有している。実施の形態１では、回転子鉄心１０には、複数の空隙部１５が形成されている。複数の空隙部１５は、周方向に等間隔で配置されている。

　次に、空隙部１５が形成されていることによる効果について、比較例１と対比しながら説明する。図６は、比較例１に係る電動機１００Ａの回転子１Ａにおける磁束Ｆの流れを示す模式図である。図７は、実施の形態１に係る回転子１における磁束Ｆの流れを示す模式図である。図６及び７に示されるように、比較例１に係る回転子１Ａは、空隙部１５を有していない点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。なお、図６及び後述する図７において、固定子鉄心５０のヨーク５１から径方向内側に延びる複数のティースには符号５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ，５２ｅを付し、複数の仮想磁極には符号Ｐ２ａ，Ｐ２ｂを付している。

　図６に示されるように、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆは、第１の鉄心部２１及び第２の鉄心部２２内を通って仮想磁極Ｐ２ａ，Ｐ２ｂに流れる。比較例１に係る回転子１Ａでは、第１の鉄心部２１に空隙部（図７に示される空隙部１５に対応する部分）が形成されていないため、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆが第１の鉄心部２１内を径方向に進む距離は長い。そのため、比較例１では、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆは、緩やかな円弧を描いて第２の鉄心部２２に流れ込み易い。よって、比較例１では、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆのうち、第２の鉄心部２２に流れ込む磁束Ｆの磁束量が低減され、第２の鉄心部２２における磁束Ｆの磁束密度が低下する。

　これに対し、図７に示される実施の形態１では、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆが第１の鉄心部２１を径方向に進む距離は、比較例１に比べて短い。これは、実施の形態１では、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆが、第１の鉄心部２１内を空隙部１５に沿って流れるためである。具体的には、空隙部１５がシャフト２５に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分１５ａを有しているため、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆは、第１の鉄心部２１内を第１の部分１５ａに沿って流れる。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆは、第２の鉄心部２２に強制的に案内される。つまり、磁束Ｆの流れが、空隙部１５によって整流される。よって、実施の形態１では、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆのうち、第２の鉄心部２２に流れ込む磁束Ｆの磁束量が増加し、第２の鉄心部２２における磁束Ｆの磁束密度が上昇する。

　空隙部１５の径方向外向きの面１５ｄは、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａよりも径方向内側に位置している。したがって、空隙部１５の径方向内向きの面１５ｃから径方向外向きの面１５ｄまでの長さＬｒ、すなわち、磁束Ｆを案内する空隙部１５の径方向の長さを、長くすることができる。

　また、空隙部１５の径方向外向きの面１５ｄは、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａよりも径方向内側に位置していることにより、回転子鉄心１０の内周面１７（図５参照）は、凹凸形状を有している。よって、後述するように、回転子鉄心１０と樹脂製の連結部３０とが凹凸嵌合するため、トルクが回転子鉄心１０から連結部３０を介してシャフト２５に伝達され易くなる。

　また、図６に示される比較例１では、仮想磁極Ｐ２ａの極中心とティース５２ａとの対向面積が、仮想磁極Ｐ２ｂの極中心とティース５２ｄとの対向面積よりも大きくなった場合が例示されている。このとき、磁束Ｆは、仮想磁極Ｐ２ｂを形成する第２の鉄心部２２よりも仮想磁極Ｐ２ａを形成する第２の鉄心部２２に流れ易い。つまり、比較例１に係る回転子１Ａでは、仮想磁極Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ間で磁束量のばらつきが生じる。このような磁束量のばらつきが生じた場合、周方向において、隣接する磁石磁極Ｐ１及び仮想磁極Ｐ２間で表面磁束密度の差が大きい箇所が生じるため、振動及び騒音が発生し易くなる。

　これに対し、図７に示される実施の形態１では、磁石磁極中心線Ｍ１（図５参照）に重なる位置に配置され、磁石磁極中心線Ｍ１を基準にして対称な形状である空隙部１５を有しているため、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆは、永久磁石２０を基準にして周方向Ｒ１の両側に位置する第２の鉄心部２２に均等に流れ込み易くなる。よって、実施の形態１では、仮想磁極Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ間で磁束量のばらつきが生じ難くなる。

　次に、図５及び８を用いて、空隙部１５と磁石挿入孔１１との間の部分（以下、「ブリッジ部」ともいう）１６の厚みと、回転中の電動機１００で発生する騒音との関係について説明する。電動機１００の騒音を低減するために、つまり、図７に示される仮想磁極Ｐ２ａ，Ｐ２ｂ間で磁束量のばらつきが生じ難くするためには、ブリッジ部１６の厚みは薄いことが望ましい。以下の説明では、ブリッジ部１６の厚みに符号ｔ_１を付し、１枚の電磁鋼板１８の板厚ｔ_０に対するブリッジ部１６の厚みｔ_１の比ｔ_１／ｔ_０を用いる。

　図８は、比ｔ_１／ｔ_０と、電動機１００の騒音レベルとの関係Ｓ１を示すグラフである。図８において、横軸は比ｔ_１／ｔ_０を示し、縦軸は電動機１００の騒音レベル［ｄＢＡ］の検出値を示す。

　図８に示されるように、比ｔ_１／ｔ_０が３以下の範囲では、電動機１００の騒音レベル緩やかに上昇しているが、電動機１００の騒音レベルは２ｄＢＡ以下である。しかし、比ｔ_１／ｔ_０が３以上の範囲では、電動機１００の騒音レベルが急激に増加する。つまり、比ｔ_１／ｔ_０の上限値が３以下であれば、電動機１００の騒音レベルを許容範囲内に含めることができる。

　ここで、回転子１は、上述の通り、軸方向に積層された複数の電磁鋼板１８（図３参照）を有しているが、１枚の電磁鋼板１８毎に、磁石挿入孔１１及び空隙部１５が打ち抜き加工によって予め形成されている。通常では、電磁鋼板１８の打ち抜き加工時に、磁石挿入孔１１と空隙部１５との間にブリッジ部１６を形成するためには、ブリッジ部１６の厚みｔ_１は、例えば、１枚の電磁鋼板１８の板厚ｔ_０の０．５倍以上である必要がある。つまり、一般に、比ｔ_１／ｔ_０の下限値が０．５以上であれば、打ち抜き加工によってブリッジ部１６を形成することができる。

　したがって、１枚の電磁鋼板１８の板厚ｔ_０に対するブリッジ部１６の厚みｔ_１の比ｔ_１／ｔ_０が、以下の式（１）を満たしていることが好ましい。
　０．５≦ｔ_１／ｔ_０≦３　　　　　（１）

　比ｔ_１／ｔ_０が以下の式（２）を満たす場合、打ち抜き加工によるブリッジ部１６の形成を可能にしつつ、電動機１００の騒音レベルを許容範囲内に含めることができるため、より好ましい。
　０．５≦ｔ_１／ｔ_０≦２　　　　　（２）

　〈突出部〉
　図４及び５に示されるように、第１の鉄心部２１は、径方向内側に突出部２１ａを更に有している。軸方向に見たときの突出部２１ａの形状は、円弧形状である。突出部２１ａは、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａよりも径方向内側に突出している。言い換えれば、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａは、突出部２１ａによりも径方向外側に位置している凹部である。つまり、回転子鉄心１０の内周面１７は、突出部２１ａと径方向内側端部２２ａとによって、凹凸形状に形成されている。第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａが凹部であることにより、第２の鉄心部２２のうち磁束Ｆの流れに不要な部分が削除されるため、回転子１を軽量化しつつ、回転子１の製造コストを低減することができる。

　図５に示されるように、回転子鉄心１０の内周面１７に接触している連結部３０の外筒部３３は、突出部２１ａに嵌合する凹部３３ａと、径方向内側端部２２ａに嵌合する凸部３３ｂとを有している。これにより、トルクが、回転子鉄心１０から連結部３０を介してシャフト２５に伝達され易くなる。

　〈スリット〉
　次に、第２の鉄心部２２に備えられているスリットについて、説明する。実施の形態１では、第２の鉄心部２２は、例えば、２つの第１のスリット１３ａと、２つの第２のスリット１３ｂとを有している。第１のスリット１３ａ及び第２のスリット１３ｂは、積層された複数の電磁鋼板１８（図３参照）を軸方向に貫通している。

　複数の第１のスリット１３ａは、仮想磁極中心線Ｍ２の周方向Ｒ１の両側に配置されている。複数の第１のスリット１３ａは、仮想磁極中心線Ｍ２を基準にして対称に配置されている。複数の第２のスリット１３ｂはそれぞれ、複数の第１のスリット１３ａの周方向Ｒ１の両側に配置されている。複数の第２のスリット１３ｂは、仮想磁極中心線Ｍ２を基準にして対称に配置されている。なお、以下の説明では、第１のスリット１３ａと第２のスリット１３ｂとを区別する必要が無い場合には、第１のスリット１３ａ及び第２のスリット１３ｂをまとめて、「スリット１３」と呼ぶ。

　スリット１３は、カシメ部１４よりも径方向外側に位置している。スリット１３は、径方向に長い形状である。つまり、スリット１３では、径方向の長さが周方向Ｒ１の幅よりも長い。なお、スリット１３は、径方向に長い形状に限らず、円形などの他の形状であってもよい。

　実施の形態１では、スリット１３にはそれぞれ、図示しない樹脂材料（例えば、ＰＢＴ）が充填されている。なお、スリット１３には樹脂材料が充填されていなくてもよい。また、第２の鉄心部２２は、１つ以上のスリット１３を有していればよい。

　次に、第２の鉄心部２２にスリット１３が備えられている効果について、比較例２と対比しながら説明する。図９は、比較例２に係る回転子１Ｂの第２の鉄心部２２Ｂにおける磁束Ｆの流れを示す模式図である。比較例２に係る回転子１Ｂは、第２の鉄心部２２Ｂにスリット１３が形成されていない点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。

　図９に示されるように、比較例２の第２の鉄心部２２Ｂでは、磁束Ｆは、径方向内側から外側に進むにつれて、仮想磁極Ｐ２と対向するティース５２側に傾く。この場合、第２の鉄心部２２内を流れる磁束Ｆのうち、仮想磁極Ｐ２の極中心に流れる磁束Ｆの磁束量が減少する。

　これに対し、図７に示されるように、実施の形態１では、第２の鉄心部２２にスリット１３が形成されていることにより、第２の鉄心部２２を径方向内側から外側に流れる磁束Ｆは、スリット１３に沿って径方向に平行な方向に流れている。つまり、第２の鉄心部２２にスリット１３が形成されていることにより、第２の鉄心部２２における磁束の流れを径方向に平行な方向に整流することができる。これにより、第２の鉄心部２２内を流れる磁束Ｆを仮想磁極Ｐ２の極中心に集中させることができる。よって、磁石磁極Ｐ１の表面磁束密度と仮想磁極Ｐ２の表面磁束密度との差を低減することができ、電動機１００における振動および騒音を低減することができる。

　〈回転子における他の構成〉
　次に、図１０～１２を用いて、回転子１における他の構成について説明する。図１０は、回転子１の構成を示す断面図である。図１１は、図１０に示される回転子１を＋ｚ軸側から見た平面図である。図１２は、図１０に示される回転子１を－ｚ軸側から見た平面図である。図１０～１２に示されるように、回転子１の連結部３０は、回転子鉄心１０の＋ｚ軸側の端面を覆う第１の端面部３８と、回転子鉄心１０の－ｚ軸側の端面を覆う第２の端面部３９を更に有している。第１の端面部３８及び第２の端面部３９は、図４に示される内筒部３１、リブ３２及び外筒部３３と繋がっている。なお、第１の端面部３８及び第２の端面部３９は、回転子鉄心１０の端面の全体を覆っている必要はなく、回転子鉄心１０の端面の少なくとも一部を覆っていてもよい。

　図１１に示されるように、第１の端面部３８は、空隙部１５を露出させる開口３６と、永久磁石２０の一部を露出させる磁石露出孔３７とを有している。図１０及び１２に示されるように、第２の端面部３９は、回転子鉄心１０の－ｚ軸側の端面１０ｂを露出させる開口３９ａを有している。

　図１０に示されるように、回転子１は、絶縁部材としての絶縁スリーブ６０を更に有していてもよい。絶縁スリーブ６０は、シャフト２５の－ｚ軸側の端部２５ｂと第２の軸受８との間に配置されている。絶縁スリーブ６０は、例えば、略円筒状である。絶縁スリーブ６０は、例えば、熱硬化性樹脂によって形成されている。実施の形態１では、絶縁スリーブ６０は、ＢＭＣ樹脂によって形成されている。

　次に、回転子１に連結部３０及び絶縁スリーブ６０が備えらえていることによる効果について、比較例３と対比しながら説明する。具体的には、第１の軸受７及び第２の軸受８への軸電流の流れを防止することについて、比較例３と対比しながら説明する。

　図１３は、比較例３に係る電動機１００Ｃの内部における軸電流の流れを両方向矢印で示す図である。なお、比較例３に係る電動機１００Ｃの回転子１Ｃは、シャフト２５に直接固定された回転子鉄心１０Ｃを有している点及び絶縁スリーブ６０を有していない点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。

　比較例３に係る電動機１００Ｃにおいて、電動機１００Ｃの出力及び効率の低下などを補うためにインバータのキャリア周波数を増加させた場合、回転子１Ｃのシャフト２５に流れる軸電流の電流値が増加する。このとき、軸電流は、シャフト２５と回転子鉄心１０Ｃとの間を流れた後に、固定子５、モールド樹脂部５６、第１の軸受７（又は第２の軸受８）、及びシャフト２５の順に循環する。第１の軸受７及び第２の軸受８に軸電流が流れると、外輪７ａ、８ａ及び内輪７ｂ、８ｂのそれぞれの軌道面、並びに転動体７ｃ、８ｃの転動面に電食と呼ばれる腐食が発生する場合がある。

　これに対し、実施の形態１では、上述した図１０に示されるように、シャフト２５と回転子鉄心１０との間に、電気絶縁性を有する樹脂材料によって形成された連結部３０が配置されている。これにより、実施の形態１に係る電動機１００において、インバータのキャリア周波数を増加させた場合であっても、軸電流がシャフト２５と回転子鉄心１０との間を流れることが防止されるため、軸電流が第１の軸受７及び第２の軸受８に流れることが防止される。よって、実施の形態１では、第１の軸受７及び第２の軸受８において、電食が発生することが防止される。

　図１３に示される比較例３では、インバータのキャリア周波数を増加させた場合に、軸電流が、シャフト２５、第２の軸受８、モールド樹脂部５６、固定子５、ブラケット６、及び第１の軸受７によって構成される経路を流れる場合もある。このときにも、第１の軸受７及び第２の軸受８において、電食が発生する場合がある。

　これに対し、実施の形態１では、図１０に示されるように、シャフト２５の端部２５ｂと第２の軸受８との間に絶縁部材としての絶縁スリーブ６０が配置されている。これにより、実施の形態１に係る電動機１００において、シャフト２５と第２の軸受８との間に軸電流が流れることが防止されるため、軸電流が第２の軸受８に流れることが防止される。また、軸電流が第２の軸受８に流れることが防止されることにより、軸電流が第１の軸受７に流れることが防止される。よって、第１の軸受７及び第２の軸受８において、電食が発生することが防止される。

　なお、絶縁スリーブ６０は、シャフト２５と第１の軸受７との間に配置されていてもよいし、シャフト２５と第１の軸受７との間及びシャフト２５と第２の軸受８との間の両方に配置されていてもよい。

　〈回転子の製造方法〉
　次に、回転子１の製造方法について説明する。回転子１は、永久磁石２０が取り付けられた回転子鉄心１０と、シャフト２５と、絶縁スリーブ６０とを一体成形することによって製造される。

　図１４は、回転子１の製造方法を示すフローチャートである。まず、ステップＳＴ１において、回転子鉄心１０を形成する。回転子鉄心１０上述した空隙部１５を含む第１の鉄心部２１と第２の鉄心部２２とを有する回転子鉄心１０が形成される。具体的には、空隙部１５を含む第１の鉄心部２１と第２の鉄心部２２とを有する複数の電磁鋼板１８（図３参照）を軸方向に積層し、カシメ等によって固定することで、回転子鉄心１０が形成される。

　ステップＳＴ２において、第１の鉄心部２１の磁石挿入孔１１に永久磁石２０が挿入されることで、回転子鉄心１０に永久磁石２０が取り付けられる。

　ステップＳＴ３において、永久磁石２０が取り付けられた回転子鉄心１０と、シャフト２５と、絶縁スリーブ６０とを成形金型７０（後述する図１５参照）に装着し、成形金型７０に樹脂が注入されることによって、永久磁石２０が取り付けられた回転子鉄心１０、シャフト２５、及び絶縁スリーブ６０が一体成形される。なお、シャフト２５及び絶縁スリーブ６０は、ステップＳＴ１の前に予め用意されている。

　図１５は、図１４に示される回転子１の製造工程のステップＳＴ３で用いられる成形金型７０の構成を示す断面図である。図１５に示されるように、成形金型７０は、固定金型（つまり、上型）８０と、可動金型（つまり、下型）９０とを有している。

　固定金型８０は、挿入孔８１と、対面部８２と、円筒部８３と、複数の空洞形成部８５ａ，８５ｂと、鉄心押さえ部８６とを有している。挿入孔８１には、絶縁スリーブ６０が取り付けられたシャフト２５の－ｚ軸側の端部２５ｂが挿入される。対面部８２は、回転子鉄心１０の－ｚ軸側の端面１０ｂに当接する。円筒部８３は、絶縁スリーブ６０の外周に対向する。複数の空洞形成部８５ａ，８５ｂは、回転子鉄心１０の中空部１０ｃに挿入される。鉄心押さえ部８６は、対面部８２から可動金型９０側に突出し、回転子鉄心１０の－ｚ軸側の端面１０ｂに当接する。鉄心押さえ部８６が回転子鉄心１０の端面１０ｂに当接することにより、回転子鉄心１０の端面１０ｂと対面部８２との間に隙間が形成されている。

　可動金型９０は、シャフト挿入孔９１と、対面部９２と、円筒部９３と、鉄心挿入部９４と、複数の空洞形成部９５ａ，９５ｂとを有している。シャフト挿入孔９１には、シャフト２５が挿入される。対面部９２は、回転子鉄心１０の＋ｚ軸側の端面１０ａに当接する。円筒部９３は、シャフト２５の外周に対向する。鉄心挿入部９４には、回転子鉄心１０の外周が当接する。複数の空洞形成部９５ａ，９５ｂは、回転子鉄心１０の中空部１０ｃに挿入される。

　固定金型８０は、鉄心位置決め部９６と、磁石受け部９７とを更に有している。鉄心位置決め部９６及び磁石受け部９７は、対面部９２から固定金型８０側に突出している。鉄心位置決め部９６は、回転子鉄心１０の空隙部１５に挿入されることで、一体成形時における回転子鉄心１０の位置決め部として機能する。磁石受け部９７は、永久磁石２０の＋ｚ軸側の端面に当接することで、一体成形時における永久磁石２０の位置決め部として機能する。

　固定金型８０が図１５に示される矢印の向きに上昇すると、固定金型８０の空洞形成部８５ａ，８５ｂと可動金型９０の空洞形成部９５ａ，９５ｂとがそれぞれ当接する。このとき、回転子鉄心１０の端面１０ａと固定金型８０の対面部８２との間に隙間が形成されている。溶融した樹脂が成形金型７０のゲート（図示せず）から注入されたとき、樹脂は、回転子鉄心１０とシャフト２５との間、絶縁スリーブ６０と円筒部８３との間、シャフト２５と円筒部９３との間に充填される。また、樹脂は、回転子鉄心１０の端面１０ｂと対面部８２との間、及び回転子鉄心１０の端面１０ａと対面部９２と間の隙間にも充填される。また、樹脂は、磁石挿入孔１１（図５参照）と永久磁石２０との間、及び第２の鉄心部２２のスリット１３（図５参照）にも充填される。

　成形金型７０に樹脂が注入された後、成形金型７０は冷却される。これにより、樹脂が硬化して、連結部３０が形成される。具体的には、絶縁スリーブ６０と円筒部８３との間及びシャフト２５と円筒部９３との間で硬化した樹脂は、内筒部３１（図１０参照）となる。回転子鉄心１０の径方向内側の中空部１０ｃ（但し、空洞形成部８５ａ，８５ｂ，９５ａ，９５ｂが挿入されていない部分）で硬化した樹脂は、内筒部３１、複数のリブ３２及び外筒部３３（図４参照）となる。成形金型７０の空洞形成部８５ａ，８５ｂ，９５ａ，９５ｂに相当する部分は、空洞部３５（図４参照）となる。また、回転子鉄心１０の端面１０ａと対面部９２との間で硬化した樹脂は、第１の端面部３８（図１０又は１１参照）となり、回転子鉄心１０の端面１０ｂと対面部８２との間で硬化した樹脂は、第２の端面部３９（図１０又は１２参照）となる。

　その後、可動金型９０を下降させ、固定金型８０から回転子１を取り出す。これにより、回転子１の製造が完了する。

　〈実施の形態１の効果〉
　以上に説明した実施の形態１に係る回転子１によれば、以下に示す効果が得られる。

　回転子１では、第１の鉄心部２１の空隙部１５が径方向内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分１５ａを有している。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆは、第１の鉄心部２１内を第１の部分１５ａに沿って流れ、第２の鉄心部２２に強制的に案内される。また、空隙部１５における径方向外向きの面１５ｄが、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａよりも径方向内側に位置しているため、磁束Ｆを案内する空隙部１５の径方向の長さを、長くすることができる。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束Ｆが第２の鉄心部２２に更に案内され易くなる。よって、実施の形態１によれば、永久磁石２０から出た磁束Ｆのうち、第２の鉄心部２２に流れ込む磁束Ｆの磁束量が増加する。第２の鉄心部２２に流れ込む磁束Ｆの磁束量が増加することにより、磁石磁極Ｐ１と仮想磁極Ｐ２間で、表面磁束密度のばらつきが低減されるため、電動機１００の振動及び騒音を低減させることができる。

　また、実施の形態１によれば、空隙部１５における最も径方向内側に位置する径方向外向きの面１５ｄが、第２の鉄心部２２の径方向内側端部２２ａよりも径方向内側に位置しているため、回転子鉄心１０の内周面１７を凹凸形状とすることができる。これにより、回転子鉄心１０と連結部３０とが凹凸嵌合するため、トルクが回転子鉄心１０から連結部３０を介してシャフト２５に伝達され易くなる。特に、永久磁石２０に磁力の強いネオジウム希土類磁石が用いられた場合であっても、シャフト２５にトルクが伝達され易くなる。

　また、実施の形態１によれば、第１の鉄心部２１が、連結部３０の凹部３３ａと嵌合する突出部２１ａを有している。これにより、突出部２１ａを、連結部３０を介してシャフト２５にトルクを伝達させるトルク伝達部として機能させることができ、回転子１のトルクが連結部３０を介してシャフト２５に伝達され易くなる。

　また、実施の形態１によれば、空隙部１５は、径方向内側に向かって周方向Ｒ１の幅が狭くなる第２の部分１５ｂを有している。これにより、第１の鉄心部２１の径方向内側における形状を小さくすることができる。よって、回転子鉄心１０の重量が減少するため、回転子１を軽量化しつつ、回転子１のコストを低減することができる。

　また、実施の形態１によれば、軸方向に見たときの空隙部１５の形状が、円形であることにより、プレス金型を用いた打ち抜き加工によって、電磁鋼板１８に空隙部１５を容易に形成することができる。

　また、実施の形態１によれば、１枚の電磁鋼板１８の板厚ｔ_０に対するブリッジ部１６の厚みｔ_１の比ｔ_１／ｔ_０が、０．５≦ｔ_１／ｔ_０≦３を満たす。これにより、打ち抜き加工によるブリッジ部１６の形成を可能にしつつ、電動機１００の騒音レベルを許容範囲内に含めることができる。

　また、実施の形態１によれば、比ｔ_１／ｔ_０が、０．５≦ｔ_１／ｔ_０≦２を満たす。これにより、打ち抜き加工によるブリッジ部１６の形成を可能にしつつ、電動機１００の騒音レベルを許容範囲内に含めることができる。

　また、実施の形態１によれば、第２の鉄心部２２がスリット１３を有している。これにより、第２の鉄心部２２内を流れる磁束Ｆの向きを径方向に平行な方向に整流させることができる。

　また、実施の形態１によれば、スリット１３には樹脂材料が充填されていることにより、回転子１の強度が高められ、回転中における回転子１の変形を防止することができる。

　また、実施の形態１によれば、一体成形時に、可動金型９０の鉄心位置決め部９６が、空隙部１５に挿入される。つまり、一体成形時における回転子鉄心１０の位置ずれを防止するために空隙部１５が用いられるため、鉄心位置決め部９６が挿入される他の孔を回転子鉄心１０に形成する必要がない。これにより、回転子１の強度を良好に確保しつつ、回転子１の製造コストを低減することができる。

　また、実施の形態１によれば、一体成形時に、可動金型９０の磁石受け部９７が永久磁石２０に当接している。これにより、一体成形時における永久磁石２０の位置ずれを防止することができる。

　また、実施の形態１によれば、磁石挿入孔１１と永久磁石２０との間には樹脂材料が充填されている。これにより、回転中における磁石挿入孔１１内での永久磁石２０の位置ずれを防止することができる。

　また、実施の形態１によれば、連結部３０が電気絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている。これにより、回転子鉄心１０とシャフト２５との間を電気的に絶縁することができ、軸電流が第１の軸受７及び第２の軸受８に流れることが防止される。よって、第１の軸受７及び第２の軸受８において、電食が発生することを防止できる。

　また、実施の形態１によれば、シャフト２５の－ｚ軸側の端部２５ｂと第２の軸受８との間に絶縁スリーブ６０が配置されている。これにより、シャフト２５と第２の軸受８との間を電気的に絶縁することができ、軸電流が第１の軸受７及び第２の軸受８に流れることが防止される。よって、第１の軸受７及び第２の軸受８において、電食が発生することを防止できる。

　また、実施の形態１によれば、絶縁スリーブ６０は、ＢＭＣ樹脂によって形成されている。これにより、絶縁スリーブ６０の寸法精度を良好に確保することができ、かつ絶縁スリーブ６０の製造コストが低減される。

　《実施の形態２》
　図１６は、実施の形態２に係る回転子２の回転子鉄心２１０及び永久磁石２０を示す平面図である。図１６において、図５に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図５に示される符号と同じ符号が付されている。回転子２は、空隙部２１５の形状及びスリット２１３の構成の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。

　図１６に示されるように、実施の形態２に係る回転子２の回転子鉄心２１０は、周方向Ｒ１に隣接して配置された第１の鉄心部２２１と第２の鉄心部２２２とを有している。第１の鉄心部２２１は、永久磁石２０よりも径方向内側に形成された空隙部２１５を有している。空隙部２１５は、径方向外側から内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分２１５ａと、第１の部分２１５ａに繋がる第２の部分２１５ｂとを有している。軸方向に見たときの第１の部分２１５ａの形状は、略台形状である。第１の部分２１５ａの径方向最も内側の位置２１５ｅは、第２の鉄心部２２２のカシメ部１４よりも径方向内側に位置している。

　第２の鉄心部２２２は、カシメ部１４よりも径方向外側に形成された１つのスリット２１３を有している。軸方向に見たときのスリット２１３の形状は、例えば、正方形状である。なお、スリット２１３の形状は、正方形状に限らず、長方形状などの他の形状であってもよい。また、スリット２１３の個数は、１つに限らず、複数であってもよい。

　〈実施の形態２の効果〉
　以上に説明した実施の形態２によれば、空隙部２１５は、径方向内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる略台形状の第１の部分２１５ａを有している。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束は、第１の鉄心部２２１内を第１の部分２１５ａに沿って流れ、第２の鉄心部２２２に強制的に案内される。よって、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束のうち、第２の鉄心部２２２に流れ込む磁束の磁束量が増加する。

　また、実施の形態２によれば、空隙部２１５の第１の部分２１５ａの径方向の最も内側の位置２１５ｃが、第２の鉄心部２２２のカシメ部１４の径方向の最も内側の位置よりも径方向内側に位置しており、第１の部分２１５ａの径方向長さが長い。これにより、磁束が第１の部分２１５ａに沿って進む距離が長くなるため、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束は、第２の鉄心部２２２に一層案内され易くなる。これにより、第２の鉄心部２２２に流れ込む磁束の磁束量を一層増加させることができる。

　また、実施の形態２によれば、第２の鉄心部２２２がスリット２１３を有している。これにより、第２の鉄心部２２２内を流れる磁束Ｆの向きを径方向に平行な方向に整流させることができる。

　また、実施の形態２によれば、第２の鉄心部２２２には、１つのスリット２１３が形成されているため、回転子鉄心２１０の加工作業が容易となる。

　上記以外の点について、実施の形態２は、実施の形態１と同じである。

　《実施の形態３》
　図１７は、実施の形態３に係る回転子３の回転子鉄心３１０及び永久磁石２０を示す平面図である。図１７において、図５又は図１６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図５又は図１６に示される符号と同じ符号が付されている。回転子３は、空隙部３１５の形状の点で、実施の形態１又は２のいずれかの回転子１，２と相違する。

　図１７に示されるように、実施の形態３に係る回転子３の回転子鉄心３１０は、周方向Ｒ１に隣接して配置された第１の鉄心部３２１と第２の鉄心部２２２とを有している。第１の鉄心部３２１は、永久磁石２０よりも径方向内側に形成された空隙部３１５を有している。空隙部３１５は、磁石挿入孔１１と繋がっている。空隙部３１５のうち径方向外側の部分が、磁石挿入孔１１の径方向内側の部分と繋がっている。つまり、実施の形態３の回転子鉄心３１０では、磁石挿入孔１１と空隙部３１５との間に、実施の形態１のブリッジ部１６（図５参照）に対応する部分が形成されていない。

　また、空隙部３１５は、径方向外側から内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分３１５ａを有している。しかし、空隙部３１５は、実施の形態１又は２のいずれかの回転子１，２における空隙部１５，２１５の第２の部分１５ｂ，２１５ｂに対応する部分を有していない。

　〈実施の形態３の効果〉
　以上に説明した実施の形態３によれば、空隙部３１５は、径方向内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分３１５ａを有している。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束は、第１の鉄心部３２１内を第１の部分３１５ａに沿って流れ、第２の鉄心部２２２に強制的に案内される。よって、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束のうち、第２の鉄心部２２２に流れ込む磁束の磁束量が増加する。

　空隙部３１５は磁石挿入孔１１と繋がっているので、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束は、第１の鉄心部３２１内を空隙部３１５に沿って一層進み易くなる。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束は、空隙部３１５に沿って第２の鉄心部２２２に一層流れ込み易くなるため、第２の鉄心部２２２に流れ込む磁束の磁束量を一層増加させることができる。

　また、実施の形態３によれば、空隙部３１５が磁石挿入孔１１と繋がっているので、回転子鉄心１０の形成工程において、空隙部３１５と磁石挿入孔１１とを同時に形成することができるため、回転子３の加工プロセスが簡素化となる。

　上記以外の点について、実施の形態３は、実施の形態１又は２のいずれかと同じである。

　《実施の形態４》
　図１８は、実施の形態４に係る回転子４の回転子鉄心４１０及び永久磁石２０を示す平面図である。図１８において、図５に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図５に示される符号と同じ符号が付されている。回転子４は、空隙部４１５の形状の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。

　図１８に示されるように、実施の形態４に係る回転子４の回転子鉄心４１０は、周方向Ｒ１に隣接して配置された第１の鉄心部４２１と第２の鉄心部２２とを有している。第１の鉄心部４２１は、永久磁石２０よりも径方向内側に形成された空隙部４１５を有している。空隙部４１５は、回転子鉄心４１０の中空部４１０ｃと繋がっている。つまり、実施の形態４の空隙部４１５と中空部４１０ｃとの間には境界部が存在しない。空隙部４１５には、連結部３０（図４参照）の外筒部が嵌合する。これにより、回転子鉄心４１０とシャフト２５（図４参照）とが連結される。実施の形態４では、空隙部４１５は、例えば、連結部３０の外筒部に備えられた凸部と嵌合する。

　空隙部４１５は、径方向内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分４１５ａと、第１の部分４１５ａに繋がる第２の部分４１５ｂとを有している。第２の部分４１５ｂは、第１の部分４１５ａよりも径方向内側に形成されている。第２の部分４１５ｂの周方向Ｒ１の幅は、径方向において同じである。ただし、第２の部分４１５ｂの周方向Ｒ１の幅は、径方向内側に向かうほど広がっていてもよく、狭まっていてもよい。

　〈実施の形態４の効果〉
　以上に説明した実施の形態４によれば、空隙部４１５は、径方向内側に向かって周方向Ｒ１の幅が広がる第１の部分４１５ａを有している。これにより、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束は、第１の鉄心部４２１内を第１の部分４１５ａに沿って流れ、第２の鉄心部２２に強制的に案内される。よって、永久磁石２０の径方向内側から出た磁束のうち、第２の鉄心部２２に流れ込む磁束の磁束量が増加する。

　また、実施の形態４によれば、空隙部４１５は、径方向の最も内側に位置する径方向外向きの面が存在せず、回転子鉄心４１０の中空部４１０ｃと繋がっている。これにより、回転子鉄心４１０の重量が減少する。よって、回転子４を軽量化しつつ、回転子４のコストを低減することができる。

　また、実施の形態４によれば、空隙部４１５に連結部３０が嵌合するため、空隙部４１５を、回転子鉄心４１０からシャフト２５にトルクを伝達させるトルク伝達部として機能させることができる。

　上記以外の点について、実施の形態４は、実施の形態１～３のいずれかと同じである。

　〈空気調和装置〉
　次に、上述した実施の形態１～４のいずれかの回転子１～４を有する電動機１００が適用された空気調和装置６００について説明する。図１９は、空気調和装置６００の構成を示す図である。図１９に示されるように、空気調和装置６００は、室外機５０１と、室内機５０２と、室外機５０１と室内機５０２とを接続する冷媒配管５０３とを有している。空気調和装置６００では、例えば、室内機５０２から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等の運転を行うことができる。

　室外機５０１は、送風機としての室外送風機１５０と、室外送風機１５０を支持するフレーム５０７と、室外送風機１５０及びフレーム５０７を覆うハウジング５０８とを有している。

　図２０は、図１９に示される室外機５０１の構成を示す断面図である。図２０に示されるように、室外機５０１の室外送風機１５０は、フレーム５０７に取り付けられた電動機１００と、電動機１００のシャフト２５に取り付けられた羽根車５０４とを有している。羽根車５０４は、シャフト２５に固定されたボス部５０５と、ボス部５０５の外周に備えられた羽根５０６とを有している。羽根車５０４は、例えば、プロペラファンである。

　電動機１００が羽根車５０４を駆動させると、羽根車５０４が回転し、気流が生成される。これにより、室外送風機１５０は送風することができる。例えば、空気調和装置６００の冷房運転時には、圧縮機（図示せず）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１５０の送風によって室外に放出する。

　上述した実施の形態１～４のいずれかの回転子１～４を有する電動機１００では、振動及び騒音が低減されているため、室外送風機１５０の静音性が向上されている。これにより、室外送風機１５０を有する室外機５０１の静音性も向上される。

　なお、実施の形態１～４のいずれかの回転子１～４を有する電動機１００は、室外機５０１の室外送風機１５０以外の他の送風機（例えば、室内機５０２の室内送風機）に備えられていてもよい。また、電動機１００は、空気調和装置以外の他の家電機器に備えられていてもよい。

　１、２、３、４　回転子、　５　固定子、　７　第１の軸受、　８　第２の軸受、　１０　回転子鉄心、　１０ａ　端面、　１０ｃ、４１０ｃ　中空部、　１１　磁石挿入孔（磁石挿入部）、　１３、２１３　スリット、　１５、２１５、３１５、４１５　空隙部、　１５ａ、２１５ａ、３１５ａ、４１５ａ　第１の部分、　１５ｂ、２１５ｂ、４１５ｂ　第２の部分、　１５ｄ、２１５ｄ、３１５ｄ　径方向外向きの面、　１６　ブリッジ部、　１８　電磁鋼板、　２０　永久磁石、　２１、２２１、３２１、４２１　第１の鉄心部、　２１ａ　突出部、　２２、２２２　第２の鉄心部、　２２ａ　径方向内側端部、　２５　シャフト（回転軸）、　３０　連結部、　３３ａ　凹部、　３６　開口、　３８　第１の端面部（端面部）、　６０　絶縁スリーブ（絶縁部材）、　１００　電動機、　１５０　室外送風機（送風機）、　５０１　室外機、　５０２　室内機、　５０３　冷媒配管、　５０４　羽根車、　６００　空気調和装置、　Ｍ１　磁石磁極中心線（直線）、　Ｐ２　仮想磁極。

Claims (21)

1. 　回転軸と、
   　前記回転軸に支持され、周方向に互いに隣接して配置された第１の鉄心部及び第２の鉄心部を有する回転子鉄心と、
   　前記第１の鉄心部に備えられた永久磁石と
   　を有し、
   　前記第２の鉄心部には、仮想磁極が形成されていて、
   　前記第１の鉄心部は、前記永久磁石よりも前記回転子鉄心の径方向の内側に形成された空隙部を有し、
   　前記空隙部は、前記回転軸に向かって前記周方向の幅が広がる第１の部分を有し、
   　前記径方向の最も内側に位置して前記空隙部を規定する前記径方向外向きの面は、前記第２の鉄心部における前記径方向の最も内側の部分よりも前記径方向の内側に位置し、又は、前記空隙部と前記回転軸を囲む前記回転子鉄心の中空部との間には境界部が存在しない
   　回転子。
2. 　前記空隙部は、前記第１の部分に繋がり、前記第１の部分よりも前記径方向の内側に形成された第２の部分を有する
   　請求項１に記載の回転子。
3. 　前記第２の部分における前記周方向の幅は、前記径方向の内側に向かって狭くなる
   　請求項２に記載の回転子。
4. 　前記回転子鉄心の軸方向に見たときの前記空隙部の形状は、円形である
   　請求項１から３のいずれか１項に記載の回転子。
5. 　前記空隙部は、前記永久磁石の前記周方向の中心を通って前記径方向に延びる直線を基準にして対称な形状を有する
   　請求項１から４のいずれか１項に記載の回転子。
6. 　前記第１の鉄心部は、前記永久磁石が挿入されている磁石挿入部を更に有する
   　請求項１から５のいずれか１項に記載の回転子。
7. 　前記回転子鉄心は、積層された複数の電磁鋼板を有し、
   　前記複数の電磁鋼板のうち１枚の電磁鋼板の板厚をｔ_０とし、
   　前記磁石挿入部と前記空隙部との間の部分の厚みをｔ_１としたときに、
   　０．５≦ｔ_１／ｔ_０≦３
   　を満たす請求項６に記載の回転子。
8. 　０．５≦ｔ_１／ｔ_０≦２
   　を満たす請求項７に記載の回転子。
9. 　前記空隙部は、前記磁石挿入部と繋がっている
   　請求項８に記載の回転子。
10. 　前記空隙部は、前記回転子鉄心の前記中空部と繋がっている
    　請求項１から８のいずれか１項に記載の回転子。
11. 　前記第２の鉄心部は、スリットを有する
    　請求項１から１０のいずれか１項に記載の回転子。
12. 　前記回転軸と前記回転子鉄心とを連結する連結部と
    　を更に有する
    　請求項１から１１のいずれか１項に記載の回転子。
13. 　前記第１の鉄心部は、前記第２の鉄心部の前記径方向の最も内側の部分よりも前記径方向の内側に突出する突出部を更に有し、
    　前記連結部は、前記突出部に嵌合する凹部を有する
    　請求項１２に記載の回転子。
14. 　前記連結部は、前記回転子鉄心における少なくとも軸方向一方側の端面を覆う端面部を有し、
    　前記端面部は、前記空隙部を露出させる開口を有する
    　請求項１２又は１３に記載の回転子。
15. 　前記連結部は、電気絶縁性を有する樹脂材料によって形成されている
    　請求項１２から１４のいずれか１項に記載の回転子。
16. 　前記回転軸を支持する軸受と、
    　前記回転軸と前記軸受との間に配置された絶縁部材と
    　を更に有する
    　請求項１から１５のいずれか１項に記載の回転子。
17. 　前記絶縁部材は、ＢＭＣ樹脂によって形成されている
    　請求項１６に記載の回転子。
18. 　請求項１から１７のいずれか１項に記載の回転子と、
    　固定子と
    　を有する電動機。
19. 　請求項１８に記載の電動機と、
    　前記電動機によって回転する羽根車と
    　を有する送風機。
20. 　室外機と、
    　前記室外機に冷媒配管によって接続された室内機と
    　を有し、
    　前記室外機及び前記室内機の少なくとも一方は、請求項１９に記載の送風機を有する
    　空気調和装置。
21. 　回転軸を用意する工程と、
    　周方向に互いに隣接して配置された、空隙部を含む第１の鉄心部と仮想磁極が形成される第２の鉄心部とを有し、前記回転軸に支持される回転子鉄心を形成する工程と、
    　前記第１の鉄心部に永久磁石を備える工程と
    　を有し、
    　前記第２の鉄心部には、仮想磁極が形成されていて、
    　前記第１の鉄心部は、前記永久磁石より前記回転子鉄心の径方向の内側に形成された空隙部を有し、
    　前記空隙部は、前記回転軸に向かって前記周方向の幅が広がる第１の部分を有し、
    　前記径方向の最も内側に位置して前記空隙部を規定する前記径方向外向きの面は、前記第２の鉄心部における前記径方向の最も内側の部分よりも前記径方向の内側に位置し、又は、前記空隙部と前記回転軸を囲む前記回転子鉄心の中空部との間には境界部が存在しない
    　回転子の製造方法。

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