WO2022210609A1 - ロータコア、ロータ、および回転電機 - Google Patents

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rotor core
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rotor
inner space
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保郎 大杉
励 本間
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日本製鉄株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to rotor cores, rotors, and rotating electric machines.
  • a permanent magnet In a permanent magnet embedded rotating electric machine such as an IPMSM (Interior Permanent Magnet Synchronous Motor), a permanent magnet is embedded in the rotor core and a flux barrier is formed in the vicinity of the permanent magnet.
  • a flux barrier is for controlling the flow of magnetic flux in a rotating electric machine and improving the characteristics of the rotating electric machine.
  • Japanese Patent Laying-Open No. 2013-99047 discloses that a magnet insertion hole provided in a rotor core is communicated with the outer peripheral side of the rotor core, so that the magnetic flux emitted from the permanent magnet turns around the permanent magnet in the rotor core and is short-circuited. It is disclosed to prevent
  • a rotor core of one aspect of the present disclosure includes a plurality of holes in which permanent magnets are installed, At least one of the plurality of holes is located on the leading side of the rotation direction in the left-right direction, which is the left-right direction with respect to the magnetization direction of the permanent magnet, in a cross section perpendicular to the rotation axis that is the center of rotation.
  • the first end is open to the outer peripheral surface, and the length of the opening in the circumferential direction is longer than the length of the second end in the circumferential direction,
  • the hole with the first end open communicates with an inner space whose length in the width direction is equal to the length corresponding to the magnetization direction of the permanent magnet, and the inner space.
  • a first outer space having the first end as one of the lateral ends of the hole and being wider than the inner space, The first end is arranged so as to be biased toward the tail side in the rotation direction with respect to the center position in the circumferential direction of the inner space at the position communicating with the first outer space.
  • the torque of the rotating electric machine can be increased.
  • FIG. 2 is a diagram showing a first example of the configuration of a rotor, corresponding to the rotor in FIG. 1;
  • FIG. 3 is a diagram showing a first example of the configuration of a rotor core, corresponding to the rotor core in FIG. 2;
  • FIG. It is a figure explaining the 1st example of inner space and the 1st outer space. It is a figure explaining an example of the difference in the flow of magnetic flux by the difference in the 1st edge part of a hole. It is a figure explaining an example of the difference in the flow of magnetic flux by the difference in the 1st edge part of a hole.
  • FIG. 5 is a diagram showing a second example of the configuration of the rotor
  • FIG. 9 is a diagram showing a second example of the configuration of the rotor core, and is a diagram for the rotor of FIG. 8; It is a figure explaining the 2nd example of inner space and 1st outer space.
  • 5 is a diagram showing the configuration of a rotor of Comparative Example 1.
  • FIG. 8 is a diagram showing the configuration of a rotor of Comparative Example 2; FIG.
  • the same length, position, size, interval, etc., compared objects are strictly the same, as well as those that differ within the scope of the present disclosure (for example, tolerances determined at the time of design that differ within the scope of Also, in each figure, the xyz coordinates indicate the orientation relationship in each figure. In the xyz coordinates, a symbol with a ⁇ inside a circle indicates that the direction from the back side to the front side of the paper surface is the positive direction.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the IPMSM 100. As shown in FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view of IPMSM 100 taken perpendicular to the centerline O of IPMSM 100 (the axis of rotation of rotor 110). In FIG. 1, IPMSM 100 includes rotor 110 and stator 120 .
  • the stator 120 includes a stator core 121 and stator coils (not shown), and is for generating a rotating magnetic field. 1, the stator coils provided in the stator 120 are omitted for the sake of complicating the notation, but the stator coils are arranged in the slots 122 of the stator core 121 (in FIG. only one of which is labeled).
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of rotor 110. As shown in FIG. 2 is also a cross-sectional view of the rotor 110 taken perpendicularly to the centerline O of the rotor 110, similar to FIG. Note that the centerline O of the rotor 110 and the centerline O of the IPMSM 100 match.
  • the rotor 110 includes a rotor core 111 and a plurality of permanent magnets 112 (here, one permanent magnet per pole).
  • the rotor core 111 includes a soft magnetic portion, which is a portion of the rotor core 111 made of a soft magnetic material, and a plurality of holes.
  • the soft magnetic body portion is configured, for example, by laminating a plurality of electromagnetic steel plates along the centerline O of the rotor 110 . However, it is not always necessary to configure the soft magnetic body portion by laminating a plurality of electromagnetic steel sheets.
  • Rotor core 111 may be, for example, a dust core, an amorphous core, and a nanocrystalline core.
  • the soft magnetic material portion provided in the rotor core 111 is configured using soft magnetic particles coated with insulation, an amorphous alloy, or a nanocrystalline alloy, respectively. be done.
  • the rotor core 111 is formed with a plurality of holes extending in a direction parallel to the centerline O of the rotor core 111 (hereinafter simply referred to as the z-axis direction).
  • the hole is a through hole penetrating in the z-axis direction.
  • FIG. 2 illustrates a case where magnetic flux flows in and out from the magnetic pole faces 201 (201a, 201b) of the permanent magnet 112.
  • the direction orthogonal to magnetic pole face 201 is magnetization direction Dm of permanent magnet 112.
  • the radial direction is a direction radially extending on the xy plane from the centerline O (the rotation axis of the rotor 110).
  • the flux barrier 113 does not contain any tangible material, and is a void (in other words, an air region).
  • a flux barrier 113 is an area through which magnetic flux does not pass or is less likely to pass than the surrounding area. However, the flux barrier 113 may be provided with a non-magnetic material.
  • holes 114 are formed in the rotor core 111 in addition to the flux barrier 113. As shown in FIG. The holes 114a to 114c are formed to function as flux barriers or to install rivets (not shown) or the like.
  • the rivets are used, for example, to fix the rotor 110 to end plates (not shown) arranged at both ends of the rotor 110 in the z-axis direction.
  • a hole 114d is formed through the rotor core 111 in the z-axis direction on the inner peripheral side of the rotor core 111 .
  • a shaft (not shown) or the like is installed in the hole 114d.
  • the shape of the cross section of the rotor 110 when cut perpendicular to the center line O of the rotor 110 (hereinafter referred to as the rotor cross section) is the same at any position in the z-axis direction of the rotor 110 , and the shape shown in FIG.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate the case where the number of poles of the IPMSM 100 is four.
  • the range of the double-headed arrow indicated as “1 pole” is the part that constitutes the 1 pole of the IPMSM 100 .
  • One permanent magnet 112 is embedded per pole, and a total of four permanent magnets are embedded in the hole of rotor core 111 .
  • the number of poles and the number and arrangement of permanent magnets 112 per pole are merely examples, and can be determined arbitrarily.
  • FIG. 2 since the notation is complicated, only the portion that constitutes one pole of the rotor 110 is denoted by reference numerals, and the reference numerals for the other portions that constitute the three poles of the rotor 110 are omitted.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the rotor core 111.
  • FIG. 3 is also a cross-sectional view of rotor core 111 taken perpendicularly to center line O of rotor core 111, similar to FIGS. Note that the centerline O of the rotor core 111, the centerline O of the IPMSM 100, and the centerline O of the rotor 110 coincide.
  • FIG. 3 like FIG. 2, only the portion forming one pole of the rotor core 111 is denoted by reference numerals, and the reference numerals for the portions forming the other three poles of the rotor core 111 are omitted.
  • a rotor core 111 is formed with a hole 310 including a region occupied by a permanent magnet 112 (hereinafter referred to as magnet occupied region) and a region to be a flux barrier 113 .
  • magnet occupied region a region occupied by a permanent magnet 112
  • magnet occupied region a region occupied by a permanent magnet 112
  • a flux barrier 113 a region to be a flux barrier 113 .
  • at least one hole 310 is a permanent magnet.
  • the left-right direction Ds of the hole 310 is the longitudinal direction of the hole 310 .
  • the left-right direction Ds of the hole 310 is indicated by a double arrow line attached to the side of the hole 310 .
  • the hole 310 does not open at the second end 312 on the side opposite to the first end 311 (in other words, the trailing side in the rotation direction of the rotor core 111).
  • the leading side of the rotor core 111 in the rotational direction is simply referred to as the leading side
  • the trailing side of the rotor core 111 in the rotating direction is simply referred to as the trailing side.
  • the IPMSM 100 has four poles. As shown in FIG. 3, this embodiment illustrates a case where all four holes 310 in which the permanent magnets 112 are installed are open at the first end 311 . However, at least one of the four holes 310 in which the permanent magnets 112 are installed should be open at the first end 311 of the hole 310 . Moreover, the case where all the four holes 310 in which the permanent magnets 112 are installed are not open at the second end portion 312 is illustrated. However, at least one of the four holes 310 in which the permanent magnets 112 are installed should not be open at the second end 312 .
  • FIG. 1 illustrates a case where the IPMSM 100 is an inner rotor type. Note that, as shown in FIG. 1 , the area of the outer peripheral surface of the rotor 110 (rotor core 111 ) other than the hole 310 is the end surface of the rotor 110 (rotor core 111 ) facing the stator 120 with a gap therebetween.
  • the leading side of the rotor core 111 in the rotational direction is the leading side of the permanent magnet 112 when viewed in the rotating direction of the rotor 110, and the trailing side of the rotor core 111 in the rotational direction is the permanent magnet 112. It is the position side of the tail of the .
  • the leading position of the permanent magnet 112 when viewed in the direction of rotation of the rotor 110, is located on the side surface 202 of the permanent magnet 112, and the trailing position of the permanent magnet 112 is located at It is on the side 203 of the permanent magnet 112 .
  • the rotor core 111 is arranged on the rotor 110 so that the leading side of the rotor core 111 in the rotation direction is on the side surface 202 side of the permanent magnet 112 , and the trailing side of the rotor core 111 in the rotation direction is on the side surface 203 side of the permanent magnet 112 .
  • the side surfaces 202 and 203 of the permanent magnet 112 are the end surfaces of the magnetic pole surfaces 201 (201a and 201b) of the permanent magnet 112 in the direction orthogonal to the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112. It is an end face located at the end.
  • hole 310 has an inner space 310a and a first outer space 310b.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the inner space 310a and the first outer space 310b.
  • the inner space 310a has a width in the direction along the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 in the space forming the hole 310, and the length in the width direction corresponds to the length in the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112. It is a space that is almost constant and equal to the length L1.
  • the permanent magnet 112 is installed in the inner space 310a.
  • the widthwise length of the magnet-occupied region of the hole 310 is the same as the widthwise length L1 of the inner space 310a. Even if the length L1 in the width direction of the inner space 310 a is the same as the length in the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 , the length L1 in the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 is set to facilitate installation of the permanent magnet 112 in the hole 310 . It may be (slightly) longer than the length. In addition, in this embodiment, the case where the length of the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 is constant is illustrated. However, the length of the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 does not necessarily have to be constant. If the length of the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 is not constant, the length of the inner space 310a in the width direction must be equal to the length corresponding to the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 and made constant. good too.
  • the width direction of the hole 310 is the left-right direction Ds of the hole 310 (the direction indicated by the double-headed arrow line attached to the side of the hole 310 in FIGS. 3 and 4) and the depth direction of the hole 310 (the z-axis direction of the rotor core 111). is a direction orthogonal to both of As described above, the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 is the direction indicated by the double arrow line crossing the permanent magnet 112 in FIG. coincides with the magnetization direction Dm of As shown in FIG. 3, in the general IPMSM 100, in the rotor core 111, the length of the hole 310 in the horizontal direction Ds in which the permanent magnet 112 is installed is longer than the length of the hole 310 in the width direction. The length in the left-right direction Ds of 310 may be the same as or shorter than the length in the width direction of hole 310 .
  • the first outer space 310b is a space that connects the inner space 310a and the outside of the rotor core 111 among the spaces forming the hole 310 .
  • the first outer space 310b is a space that communicates with the inner space 310a of the spaces forming the hole 310 and has the first end 311 of the hole 310 as one of the ends in the left-right direction Ds. Therefore, the end of the first outer space 310 b on the outer peripheral side (in other words, the end opposite to the side communicating with the inner space 310 a ) matches the first end 311 of the hole 310 .
  • There is no outer space aft of inner space 310 a and the aft end coincides with second end 312 of bore 310 . That is, in the cross section of the rotor core, the second end 312 of the hole 310 is not open.
  • the circumferential length of the first end portion 311 of the hole 310 is L2.
  • the circumferential length L2 of the first end portion 311 of the hole 310 is from the end point 401 on the leading side of the first end portion 311 of the hole 310 to the end point 402 on the trailing side of the first end portion 311 of the hole 310. is the circumferential length in the direction toward the trailing side.
  • the circumferential length L2 of the first end portion 311 of the hole 310 may approximate the width direction length of the first end portion 311 of the hole 310 .
  • the length in the width direction of the first end portion 311 of the hole 310 is a straight line between the end point 401 on the leading side of the first end portion 311 of the hole 310 and the end point 402 on the trailing side of the first end portion 311 of the hole 310. Distance.
  • the circumferential length L2 of the first end 311 of the hole 310 is longer than the widthwise length L1 of the inner space 310a.
  • 5A, 5B, and 5C are diagrams for explaining the difference in magnetic flux flow due to the difference in the first end 311 of the hole 310.
  • FIG. 5A, 5B, and 5C are conceptual representations of the magnetic flux indicated by the arrow lines, and for example, the length and number of the arrow lines do not necessarily correspond to the magnitude and density of the magnetic flux. do not have.
  • FIGS. 5A, 5B and 5C show an enlarged view near first end 311 of hole 310 when IPMSM 100 is in operation.
  • FIG. 5A shows the flow of magnetic flux when it is assumed that first end 311 of hole 310 does not communicate with the outer peripheral surface of rotor core 111 . As shown in FIG.
  • the region outside the first end portion 311 of the hole 310 becomes a soft magnetic material portion such as an electromagnetic steel plate, and the first end portion 311 of the hole 310
  • the area inside the end portion 311 functions as a flux barrier
  • the area of the soft magnetic material portion serves as a bridge portion, and a magnetic flux 501 is generated that circulates within the rotor core 111 without going to the stator core 121 . Therefore, the torque of IPMSM 100 cannot be sufficiently increased.
  • FIG. 5B shows the flow of magnetic flux when the circumferential length L2 of the first end portion 311 of the hole 310 is substantially the same as the widthwise length L1 of the inner space 310a of the hole 310 .
  • FIG. 5B when the first end 311 of the hole 310 is open, substantially no return magnetic flux occurs through the bridge portion as shown in FIG. 5A. Therefore, the circulating magnetic flux is inclined with respect to the radial direction of IPMSM 100 toward stator core 121 , thereby increasing the torque of IPMSM 100 .
  • the circumferential length L2 of the first end portion 311 of the hole 310 is short, there is a possibility that a magnetic flux passing through the flux barrier 113a is generated.
  • the magnetic flux when the circumferential length L2 of the first end 311 of the hole 310 is longer than the widthwise length L1 of the inner space 310a of the hole 310 shows the flow of
  • the magnetic flux passing through the flux barrier 113a is reduced. can be more reliably reduced.
  • the circumferential length L2 of the first end 311 of the hole 310 is reduced to the width of the inner space 310a. It is preferably longer than the directional length L1.
  • 5C is closer to the head in the circumferential direction than the direction of the magnetic fluxes 502 and 503 shown in FIG. corresponding to being tilted). That is, when the magnetic flux density vector representing the magnetic fluxes 504 and 505 shown in FIG. B ⁇ increases. This has the effect of increasing the reluctance torque of IPMSM 100 and contributes to increasing the torque of IPMSM 100 .
  • L is the height of the rotor core (the length in the z-axis direction).
  • L is the lamination thickness of the electromagnetic steel sheet.
  • R is the radius of the rotor core.
  • ⁇ 0 is the magnetic permeability of vacuum.
  • B r is the r component (ie, the radial component) of the magnetic flux density vector.
  • B ⁇ is the ⁇ component (that is, the angular component) of the magnetic flux density vector.
  • the counterclockwise direction toward the paper surface of FIGS. 5A, 5B, and 5C is the positive direction, which coincides with the rotation direction of the present embodiment.
  • the torque T increases as the ⁇ component B ⁇ of the magnetic flux density vector increases.
  • the first end 311 of the hole 310 is a wider area than the inner space 310a of the hole 310.
  • the first end 311 of the hole 310 is biased toward the tail side in the circumferential direction with respect to the center position 403 of the inner space 310a at the position (boundary) communicating with the first outer space 310b.
  • the circumferential center position 404 of the first end portion 311 of the hole 310 is located on the tail side in the circumferential direction with respect to the circumferential center position 403 of the inner space 310a at the position communicating with the first outer space 310b.
  • the circumferential center position 404 of the first end portion 311 of the hole 310 is located on the tail side in the circumferential direction with respect to the extrapolation center position 406 of the inner space 310a of the hole 310.
  • An extrapolation center position 406 of the inner space 310a of the hole 310 is a straight line extending along the radial direction of the rotor core 111 from a center position 403 of the inner space 310a at a position (boundary) communicating with the first outer space 310b (see FIG. 4). 403 extending from the central position 403 ) and the first end 311 of the hole 310 .
  • L3 is equal to or greater than L1 (L3 ⁇ L1) in the width direction of the inner space 310a.
  • L1 L3 ⁇ L1
  • the space recessed closer to the center line O than the outer peripheral surface of the other region of the rotor core 111 can be made larger on the rear side than the end point 405 on the rear side of the inner space 310a. Therefore, the number of magnetic flux density vectors having a large ⁇ component can be increased on the trailing side of the flux barrier 113a (the first outer space 310b).
  • FIG. 4 exemplifies such a case.
  • the circumferential length L4 in the direction toward the tail side from the rear end extrapolation position 407 of the inner space 310a of the hole 310 to the end point 402 on the rear end of the first end 311 of the hole 310 is More preferably, the length of the space 310a in the width direction is equal to or greater than L1 (L4 ⁇ L1).
  • the extrapolation position 407 of the trailing end point of the inner space 310a of the hole 310 is a straight line (Fig. 4 ) and the first end 311 of the hole 310 .
  • the space recessed toward the center line O from the outer peripheral surface of the other region of the rotor core 111 can be further enlarged on the rear side of the end point 405 on the rear side of the inner space 310a. Therefore, it is possible to further increase the number of magnetic flux density vectors having a large ⁇ component on the trailing side of the flux barrier 113a (the first outer space 310b).
  • FIG. 4 exemplifies such a case.
  • the rear side wall surface 310W1 forming the rear side of the first outer space 310b in the rotation direction is perpendicular to the center line O (radial direction). ).
  • the rear side wall surface 310W1 is formed such that the widthwise length of the hole 310 gradually increases toward the outer circumference.
  • the trailing side wall surface 310W1 is curved in a concave shape. The concave curved portion formed on the rear side wall surface 310W1 may be at least part of the rear side wall surface 310W1.
  • the rear side wall surface 310W1 is formed in a stepped shape so as to be concavely curved with respect to an imaginary straight line connecting the end points 402 and 405 .
  • the stair may have a portion that intersects the imaginary straight line, but the portion on the trailing side and/or radially inner side of the imaginary straight line should be longer than the portion on the opposite side.
  • the present disclosure is not limited to this configuration, and the rear sidewall surface 310W1 may be linear (matching the virtual straight line) or curved (a curved surface curved in an arc with respect to the virtual straight line).
  • the trailing side wall surface 310W1 is inclined with respect to the direction (radial direction) perpendicular to the center line O, the magnetic resistance of the soft magnetic body portion on the trailing side of the first outer space 310b is reduced. Since it can be increased, magnetic flux density vectors with large positive ⁇ components can be increased. Thereby, the reluctance torque can be increased. Furthermore, by curving the trailing side wall surface 310W1 in a concave shape, the magnetic resistance of that portion can be further increased, so that the magnetic flux density vectors with large positive ⁇ components can be increased.
  • the shape and radial length of the first outer space 310b are not limited to those shown in FIGS.
  • the shape and radial length of the first outer space 310b are set so that the torque T of the IPMSM 100 is greater when the first outer space 310b is formed as described above than when the first outer space 310b is not formed. can be determined based on the results of electromagnetic field analysis for
  • the second end 312 of the hole 310 does not communicate with the outer peripheral surface of the rotor core 111 (in other words, the end surface facing the stator 120 with a gap). Therefore, as shown in FIG. 4 , the rear end of the inner space 310 a in the lateral direction Ds coincides with the second end 312 of the hole 310 .
  • the region on the outer peripheral side of the rotor core 111 is isolated from the hole 310, and the rotor core 111 has a shape in which the region is suspended in the air. become. As a result, the mechanical strength of rotor core 111 is reduced.
  • a non-magnetic material is arranged at the second end 312 of the hole 310 to connect the outer peripheral region and the inner peripheral region of the rotor core 111, which is necessary. Due to the above difficulties, there are cases where such an arrangement cannot be adopted as it is. Therefore, in this embodiment, the second end 312 of the hole 310 is not opened.
  • the reason why the first end 311 of the hole 310 is opened instead of the second end 312 of the hole 310 is that the first end 311 of the hole 310 is not opened. This is because the positive component of the magnetic flux density vector B ⁇ in the ⁇ direction can be made larger than when the two ends 312 are opened. This will be explained below.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of the inner space 310a, the first outer space 310b, and the second outer space 310c, and corresponds to FIG. 7A, 7B, and 7C are diagrams explaining the difference in magnetic flux flow due to the difference in the second end 312 of the hole 310, and FIGS. 7A, 7B, and 7C are FIGS. 5A and 5B, respectively. 5D corresponds to FIG. 5C; FIG. That is, FIG. 7A shows the magnetic flux flow when the second end 312 of the hole 310 is not open, as shown in FIGS. In FIG.
  • FIG. 7B the second end 312 of the hole 310 is open, and the circumferential length L12 of the second end 312 of the hole 310 is approximately the width L1 of the inner space 310a of the hole 310.
  • FIG. Fig. 4 shows the magnetic flux flow in the same case; 7C, the second end 312 of the hole 310 is open, and the circumferential length L12 of the second end 312 of the hole 310 is less than the width L1 of the inner space 310a of the hole 310.
  • FIG. shows the flow of magnetic flux when is also long.
  • FIGS. 7A, 7B, and 7C as in FIGS. 5A, 5B, and 5C, the magnetic fluxes indicated by arrow lines are conceptual notations. For example, the length and number of arrow lines are It does not necessarily correspond to magnetic flux magnitude and magnetic flux density.
  • the region outside the second end portion 312 of the hole 310 becomes a soft magnetic material portion such as an electromagnetic steel plate, and the first end of the hole 310
  • the area inside the portion 311 functions as a flux barrier
  • the area of the soft magnetic material portion serves as a bridge portion, and a magnetic flux 701 is generated that circulates within the rotor core 111 without going to the stator core 121 . Therefore, the torque of the IPMSM 100 cannot be increased by that amount.
  • the second end 312 of the hole 310 is opened. don't let it.
  • a second outer space 310c similar to the first outer space 310b of the first end 311 of the hole 310 is also formed at the second end 312 of the hole 310. It is assumed that the circumferential length L12 of the second end portion 312 is longer than the widthwise length L1 of the inner space 310a. Note that the circumferential length L12 of the end portion 312 on the trailing side of the rotor core 111 extends from the end point 411 on the trailing side of the second end portion 312 of the hole 310 to the end point 412 on the leading side of the second end portion 312 of the hole 310 . It is the length in the circumferential direction in the direction toward the head side up to.
  • the circumferential length L12 of the end portion 312 on the rear side of the rotor core 111 may be approximated to the length in the width direction of the end portion 312 on the rear side of the rotor core 111 (linear distance between the end points 411 and 412). .
  • the second end 312 of the hole 310 should be biased toward the leading end in the circumferential direction with respect to the center position 413 of the inner space 310a at the position communicating with the second outer space 310c. is preferred. That is, the circumferential center position 414 of the second end portion 312 of the hole 310 is closer to the front side in the circumferential direction than the circumferential center position 413 of the inner space 310a at the position communicating with the second outer space 310c. It would be preferable to 6, the center position 414 of the second end portion 312 of the hole 310 in the circumferential direction is located on the front side in the circumferential direction with respect to the extrapolation center position 416 of the inner space 310a of the hole 310. .
  • An extrapolation center position 416 of the inner space 310a of the hole 310 is a straight line extending along the radial direction of the rotor core 111 from a center position 413 of the inner space 310a at a position (boundary) communicating with the second outer space 310c (see FIG. 6). (dashed line extending from center position 413 ) and second end 312 of hole 310 .
  • the circumferential length in the direction toward the head side from the extrapolation center position 416 of the inner space 310a of the hole 310 to the end point 412 on the head side of the second end 312 of the hole 310 More preferably, L13 is equal to or greater than L1 (L13 ⁇ L1) in the width direction of the inner space 310a. Furthermore, the circumferential length L14 in the direction toward the leading end from the extrapolation position 417 of the leading end point of the inner space 310a of the hole 310 to the leading end point 412 of the second end 312 of the hole 310 is the inner It is more preferable that the length of the space 310a in the width direction is equal to or greater than L1 (L14 ⁇ L1).
  • the extrapolation position 417 of the leading end point of the inner space 310a of the hole 310 is a straight line (Fig. 4 ) and the second end 312 of the hole 310 .
  • the region on the rear side of the first outer space 310b is expanded. Therefore, the magnetic flux at a position close to the end point 402 on the trailing side of the first outer space 310b, as shown in FIG.
  • the length of the region in the width direction that is, the length of the inner space 310a in the width direction
  • there is a see fluxes 502, 503 shown in FIG. 5B and fluxes 504, 505 shown in FIG. 5C).
  • the traveling directions of the magnetic fluxes 504 and 505 are greatly inclined with respect to the traveling directions of the magnetic fluxes 502 and 503, and the magnetic flux density vector ⁇ The positive component of the direction becomes large.
  • the front side area of the second outer space 310c is expanded.
  • the magnetic flux at a position near the end point 412 on the front side of the second outer space 310c, as shown in FIG. Compared to the case where the length of the region in the width direction (that is, the length of the inner space 310a in the width direction) is substantially the same as L1, there (See magnetic fluxes 702, 703 shown in FIG. 7B and magnetic fluxes 704, 705 shown in FIG. 7C).
  • the directions of travel of the magnetic fluxes 704 and 705 are not greatly inclined compared to the magnetic fluxes 504 and 505 shown in FIG.
  • the increase of the positive component of the density vector in the ⁇ direction is smaller than the ⁇ component of the magnetic flux density vector represented by magnetic fluxes 504 and 505 shown in FIG. 5C.
  • the second outer space 310c is formed so that L12>L1 as shown in FIG. 6, the mechanical strength of the rotor core 111 is greatly reduced, and the manufacturing difficulty is also increased.
  • the rotor core 111 rotates toward the head side, it is better to direct the return of the magnetic flux through the bridge portion as shown in FIG. 5A toward the stator core 121 as shown in FIG. 5C.
  • the traveling direction of the magnetic flux can be greatly inclined with respect to the radial direction of the IPMSM 100 rather than directing the return of the magnetic flux through the bridge portion as shown in FIG. 7A to the stator core 121 as shown in FIG. can increase the positive component in the ⁇ direction.
  • the first end 311 of the hole 310 is opened instead of the second end 312 of the hole 310 .
  • At least one of the holes 310 in which the permanent magnets 112 are installed is opened at the first end 311 in the cross section of the rotor core.
  • the circumferential length L2 of the first end portion 311 of the hole 310 (that is, the circumferential length of the opening of the first end portion 311) is longer than the circumferential length of the opening of the second end portion 312. long. Therefore, on the first end portion 311 side of the hole 310, the magnetic flux 501 that circulates within the rotor core 111 can be suppressed, and the reluctance torque can be increased. Therefore, the torque T of the IPMSM 100 can be increased.
  • the second end portion 312 of the hole 310 is not opened in the cross section of the rotor core, so that the circumferential length L2 of the first end portion 311 of the hole 310 (that is, the first end portion 311 is longer than the circumferential length of the opening of the second end 312 . Therefore, the torque T of the IPMSM 100 and the mechanical strength of the rotor core 111 can be increased without using a non-magnetic material or the like.
  • the length L2 in the circumferential direction of the first end portion 311 of the hole 310 is the length of the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112 (that is, the width direction of the magnet occupation area of the hole 310). length (length in the width direction of the inner space 310a)) longer than L1. Therefore, on the first end 311 side of the hole 310 in the left-right direction Ds, the magnetic flux 501 that circulates within the rotor core 111 can be reliably suppressed, and the reluctance torque can be reliably increased.
  • the first ends 311 of all the holes 310 are open in the cross section of the rotor core. Therefore, on the first end portion 311 side of each hole 310, the magnetic flux 501 that circulates within the rotor core 111 can be more reliably suppressed, and the reluctance torque can be increased more reliably.
  • the first end 311 of the hole 310 is biased toward the trailing side in the circumferential direction with respect to the center position 403 of the inner space 310a at the position communicating with the first outer space 310b. ing. Therefore, the reluctance torque can be increased on the first end 311 side of the hole 310 .
  • the reluctance torque can be further increased on the first end portion 311 side of the hole 310 .
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of rotor 810. As shown in FIG. FIG. 8 is a sectional view of the rotor 810 taken perpendicularly to the centerline O of the rotor 810, and corresponds to FIG. In the present embodiment, similarly to the first embodiment, the rotor 810 rotates in the direction of the arrow line shown in FIG. illustrates the case where the rotor 810 does not rotate in the opposite direction (that is, in the clockwise direction toward the paper surface).
  • the rotor 810 includes a rotor core 811 and multiple permanent magnets 112 .
  • Rotor core 811 includes a soft magnetic body portion and a plurality of holes.
  • the soft magnetic body portion is configured, for example, by laminating a plurality of electromagnetic steel plates on the center line O of the rotor 810 .
  • other soft magnetic materials may be used.
  • flux barriers 813 In the holes where the permanent magnets 112 are installed, areas where the permanent magnets 112 do not exist become flux barriers 813 (813a to 813b).
  • the difference between the rotor 110 shown in FIG. 2 and the rotor 810 shown in FIG. 8 is the shape and size of the flux barrier 813b.
  • the flux barrier 113a shown in FIG. 2 and the flux barrier 813a shown in FIG. 8 are the same.
  • the flux barriers 813a and 813b may be air gaps (that is, air regions) or may be provided with a non-magnetic material.
  • part or all of the region of the flux barrier 813b is made of a non-magnetic material. is preferably installed.
  • the cross-sectional shape of the rotor is the shape shown in FIG. 8 at any position of the rotor 810 in the z-axis direction.
  • FIG. 8 illustrates a case where the number of poles of the IPMSM is four, as in the first embodiment.
  • the portion constituting one pole of the rotor 810 is denoted by reference numerals, and the reference numerals of the other portions constituting the three poles of the rotor 810 are omitted.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the configuration of the rotor core 811.
  • FIG. FIG. 9 is a sectional view of rotor core 811 taken perpendicularly to center line O of rotor core 811, and corresponds to FIG.
  • FIG. 9 as in FIG. 3, only the portion forming one pole of the rotor core 811 is denoted by reference numerals, and the reference numerals for the portions forming the other three poles of the rotor core 811 are omitted.
  • a rotor core 811 is formed with a hole 910 including a magnet occupied region and a region that becomes a flux barrier 813 .
  • a first end 911 of the hole 910 is open in the cross section of the rotor core.
  • a second end 912 of hole 910 is also open in the cross section of the rotor core.
  • this embodiment also exemplifies the case where all four holes 910 in which the permanent magnets 112 are installed open at the first ends 911 of the holes 910 in the cross section of the rotor core. However, in at least one of the four holes 910 in which the permanent magnets 112 are installed, the first end 911 of the hole 910 should be open. Similarly, in all four holes 910 in which the permanent magnets 112 are installed, the case where the second ends 912 of the holes 910 are open is illustrated. However, in at least one of the four holes 910 in which the permanent magnets 112 are installed, the second ends 912 of the holes 910 need only be open.
  • hole 910 has an inner space 910a and a first outer space 910b.
  • FIG. 10 is a diagram for explaining the inner space 910a and the first outer space 910b, and is a diagram corresponding to FIG.
  • the first outer space 910b is the same as the first outer space 310b shown in FIG.
  • the inner space 910a is, in the cross-section of the rotor core, a space in which the length in the width direction of the space forming the hole 910 is substantially constant and equal to the length L1 corresponding to the length in the magnetization direction Dm of the permanent magnet 112. be.
  • the leading end of the inner space 910a coincides with the trailing end of the first outer space 910b.
  • the rear end of the inner space 910 a (that is, the end opposite to the side communicating with the first outer space 910 b ) coincides with the second end 912 of the hole 910 . Therefore, the circumferential length of the second end portion 912 of the hole 910 is substantially the same as the widthwise length L1 of the inner space 910a.
  • the circumferential length L2 of the first end portion 911 of the hole 910 is longer than the circumferential length L1 of the second end portion 912 of the hole 910 .
  • the circumferential lengths L2 and L1 of the open ends 911 and 912 of the left-right direction Ds of the hole 910 are greater than those of the end 911 on the leading side and the end 912 on the trailing side. (L2>L1). Therefore, it is possible to realize the effect of increasing the torque T of the IPMSM while obtaining the effect of not generating the magnetic flux 701 that circulates within the rotor core 111 shown in FIG. 7A.
  • the mechanical strength of rotor core 811 is lower than that of rotor core 111 of the first embodiment. Therefore, in order to prevent the mechanical strength of the rotor core 811 from deteriorating, it is preferable to dispose a non-magnetic material in, for example, part or all of the flux barrier 813b. Therefore, for example, when it is important to prevent the generation of the magnetic flux 701 that circulates in the rotor core, the second embodiment is adopted, and when it is important to prevent the mechanical strength of the rotor core from decreasing. , the first embodiment may be adopted. Also in this embodiment, various modifications described in the first embodiment may be adopted.
  • FIG. 11 is a diagram showing the configuration of the rotor 1100 of Comparative Example 1.
  • FIG. FIG. 11 is a sectional view of rotor 1100 taken perpendicularly to centerline O of rotor 1100, and corresponds to FIG. It is assumed that the cross-sectional shape of the rotor is the shape shown in FIG. 11 at any position of the rotor 1100 in the z-axis direction. Further, as in the first and second embodiments, in the comparative example 1 as well, the IPMSM has four poles. Also in FIG. 11, as in FIG.
  • FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the rotor 1200 of Comparative Example 2.
  • FIG. FIG. 12 is a sectional view of rotor 1200 taken perpendicularly to centerline O of rotor 1200, and corresponds to FIG. It is assumed that the cross-sectional shape of the rotor is the shape shown in FIG. 12 at any position of the rotor 1200 in the z-axis direction.
  • the second comparative example also illustrates the case where the number of poles of the IPMSM is four. Also, in FIG. 12, as in FIG.
  • the IPMSM torque T was 0.800 Nm.
  • the rotor 110 of Example 1 shown in FIG. 2 was used, the IPMSM torque T was 1.199 Nm.
  • IPMSM torque T increased by 49.9% compared to Comparative Example 1. Therefore, as shown in FIG. 3, by forming the first outer space 310b on the head side of the hole 310 in the left-right direction Ds, it is possible to increase the torque T of the IPMSM.
  • Example 2 when the rotor 1200 of Comparative Example 2 shown in FIG. 12 was used, the IPMSM torque T was 0.956 Nm. On the other hand, when the rotor 810 of Example 2 shown in FIG. 8 was used, the IPMSM torque T was 1.251 Nm. Thus, in Example 2, IPMSM torque T increased by 30.8% compared to Comparative Example 2. Therefore, as shown in FIG. 9, by forming the first outer space 910b on the head side of the hole 910 in the left-right direction Ds, it is possible to increase the torque T of the IPMSM.
  • the cross-sectional shape of the rotor core is the shape shown in FIGS. 2 and 8 at any position of the rotors 110 and 810 in the z-axis direction.
  • the torque of the IPMSM as a whole is increased at all positions in the z-axis direction of the rotors 110, 810 compared to the case where the shapes shown in FIGS.
  • the cross-sectional shape of the rotor does not have to be the shape shown in FIGS.
  • the cross-sectional shape of the rotor may be the shape shown in FIG. 11 or FIG.
  • one pole is configured by one permanent magnet 112
  • the present disclosure is not limited to this.
  • a plurality of permanent magnets 112 may constitute one pole.
  • the IPMSM 100 is of the inner rotor type.
  • the first and second ends of the hole in which the permanent magnets 112 are installed, as described in the first and second embodiments. may be formed.
  • the inner peripheral surface of the rotor core becomes the end surface facing the stator with a gap therebetween.
  • the rotor of the embedded permanent magnet generator instead of the embedded permanent magnet motor, is provided with holes in which the permanent magnets 112 are installed as described in the first and second embodiments. may form a first end and a second end of a.
  • the second end of the hole in which the permanent magnet is installed is the end that is not open as in the first embodiment, and the first end of the hole as in the second embodiment. and an end portion whose circumferential length is shorter than the circumferential length of the open end portion of the portion.
  • At least one of the plurality of holes is located on the leading side of the rotation direction in the left-right direction, which is the left-right direction with respect to the magnetization direction of the permanent magnet, in a cross section perpendicular to the rotation axis that is the center of rotation. and a second end located on the trailing side of the rotation direction in the left-right direction, The first end is open, The rotor core, wherein in the cross section, the circumferential length of the opening is longer than the circumferential length of the second end.
  • Appendix 4 The rotor core according to any one of Appendices 1 to 3, wherein in the cross section, the at least one hole is not open at the second end.
  • Appendix 5 The rotor core according to any one of Appendices 1 to 4, wherein the second ends of all the holes are not open in the cross section.
  • Appendix 8 A rotor core according to any one of Appendices 1 to 7; the permanent magnet; A rotor with a
  • Appendix 9 the rotor of Appendix 8; a stator; A rotating electric machine.
  • At least one of the plurality of holes is located on the leading side of the rotation direction in the left-right direction, which is the left-right direction with respect to the magnetization direction of the permanent magnet, in a cross section perpendicular to the rotation axis that is the center of rotation. and a second end located on the trailing side of the rotation direction in the left-right direction,
  • the first end is open to the outer peripheral surface, and the length of the opening in the circumferential direction is longer than the length of the second end in the circumferential direction,
  • the hole with the first end open communicates with an inner space whose length in the width direction is equal to the length corresponding to the magnetization direction of the permanent magnet, and the inner space.
  • first outer space having the first end as one of the lateral ends of the hole and being wider than the inner space
  • the rotor core wherein the first end is biased toward the tail side in the rotational direction with respect to a circumferential center position of the inner space at a position communicating with the first outer space.
  • the circumferential length in the direction toward the tail side in the rotational direction from the extrapolation position of the tail side end point of the inner space to the end point on the tail side in the rotational direction among the end points of the first end portion is equal to or greater than the length of the inner space in the width direction
  • the extrapolation position of the trailing end point of the inner space is, in the cross section, a straight line extending along the radial direction of the rotor core from the trailing end point of the inner space at a position communicating with the first outer space; 11.
  • the rotor core of paragraph 10 which is the location of the intersection with one end.
  • Appendix 19 the rotor of Appendix 18; A rotating electric machine comprising a stator.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Permanent Field Magnets Of Synchronous Machinery (AREA)
  • Iron Core Of Rotating Electric Machines (AREA)

Abstract

ロータコアは、永久磁石が設置される複数の穴を備え、回転軸線に対して垂直な断面において、前記複数の穴の少なくとも１つは、前記永久磁石の磁化方向に対して左右両側の方向である左右方向における回転方向の先頭側に位置する第１端部と、前記左右方向における前記回転方向の後尾側に位置する第２端部と、を含み、前記第１端部は、外周面に開口し、前記開口の周方向の長さが前記第２端部の周方向の長さよりも長く、前記断面において、前記第１端部が開口している前記穴は、幅方向の長さが前記永久磁石の磁化方向の長さに対応する長さと同等である内側空間と、前記内側空間に連通し、前記第１端部を前記穴の前記左右方向の端部の１つとして有し、且つ、前記内側空間よりも幅広な第１外側空間と、を有し、前記第１端部は、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の周方向の中心位置に対して、回転方向の後尾側に偏るように配置されている。

Description

ロータコア、ロータ、および回転電機
　本開示は、ロータコア、ロータ、および回転電機に関する。
　ＩＰＭＳＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ　Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ　Ｍｏｔｏｒ）等、永久磁石埋込型の回転電機では、ロータコア内に永久磁石が埋め込まれると共に、永久磁石の近傍にフラックスバリアが形成される。フラックスバリアは、回転電機内の磁束の流れを制御し、回転電機の特性を向上させるためのものである。
　特開２０１３－９９０４７号公報には、ロータコアに設けられた磁石挿入孔を、ロータコアの外周側に連通させることにより、永久磁石から出る磁束がロータコア内において当該永久磁石の周囲を回って短絡することを防止することが開示されている。
　しかしながら、特開２０１３－９９０４７号公報に記載の技術では、ロータコアに設けられた磁石挿入孔を、ロータコアの外周側に連通させる際に、ロータコア内における磁束の磁気的な短絡しか考慮していない。したがって、回転電機のトルクを十分に増加させることができない。
　本開示は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、回転電機のトルクを増加させることを目的とする。
　本開示の一態様のロータコアは、永久磁石が設置される複数の穴を備え、
　回転の中心となる回転軸線に対して垂直な断面において、前記複数の穴の少なくとも１つは、前記永久磁石の磁化方向に対して左右両側の方向である左右方向における回転方向の先頭側に位置する第１端部と、前記左右方向における前記回転方向の後尾側に位置する第２端部と、を含み、
　前記第１端部は、外周面に開口し、前記開口の周方向の長さが前記第２端部の周方向の長さよりも長く、
　前記断面において、前記第１端部が開口している前記穴は、幅方向の長さが前記永久磁石の磁化方向の長さに対応する長さと同等である内側空間と、前記内側空間に連通し、前記第１端部を前記穴の前記左右方向の端部の１つとして有し、且つ、前記内側空間よりも幅広な第１外側空間と、を有し、
　前記第１端部は、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の周方向の中心位置に対して、回転方向の後尾側に偏るように配置されている。
　本開示の一態様によれば、回転電機のトルクを増加させることができる。
ＩＰＭＳＭの構成の一例を示す図である。 ロータの構成の第１の例を示す図であり、図１のロータに対応する図である。 ロータコアの構成の第１の例を示す図であり、図２のロータコアに対応する図である。 内側空間および第１外側空間の第１の例を説明する図である。 穴の第１端部の違いによる磁束の流れの違いの一例を説明する図である。 穴の第１端部の違いによる磁束の流れの違いの一例を説明する図である。 穴の第１端部の違いによる磁束の流れの違いの一例を説明する図である。 内側空間、第１外側空間、および第２外側空間の一例を説明する図である。 穴の第２端部の違いによる磁束の流れの違いの一例を説明する図である。 穴の第２端部の違いによる磁束の流れの違いの一例を説明する図である。 穴の第２端部の違いによる磁束の流れの違いの一例を説明する図である。 ロータの構成の第２の例を示す図である。 ロータコアの構成の第２の例を示す図であり、図８のロータに対する図である。 内側空間および第１外側空間の第２の例を説明する図である。 比較例１のロータの構成を示す図である。 比較例２のロータの構成を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
　尚、長さ、位置、大きさ、間隔等、比較対象が同じであることは、厳密に同じである場合の他、本開示の主旨を逸脱しない範囲で異なるもの（例えば、設計時に定められる公差の範囲内で異なるもの）も含むものとする。また、各図において、ｘ－ｙ－ｚ座標は、各図における向きの関係を示すものである。ｘ－ｙ－ｚ座標において、〇の中に●が付されている記号は、紙面の奥側から手前側に向かう方向が正の方向であることを示す記号である。
（第１実施形態）
　まず、第１実施形態を説明する。本実施形態では、回転電機がＩＰＭＳＭである場合を例示する。
　図１は、ＩＰＭＳＭ１００の構成の一例を示す図である。図１は、ＩＰＭＳＭ１００の中心線Ｏ（ロータ１１０の回転軸線）に対して垂直に切った場合のＩＰＭＳＭ１００の断面図である。図１において、ＩＰＭＳＭ１００は、ロータ１１０と、ステータ１２０と、を備える。
　ステータ１２０は、ステータコア１２１と、不図示のステータコイルと、を備え、回転磁界を発生させるためのものである。尚、表記が複雑になるので、図１では、ステータ１２０が備えるステータコイルの図示を省略するが、ステータコイルは、ステータコア１２１のスロット１２２に配置される（尚、図１では６個のスロットのうちの１つのみに符号を付している）。
　ロータ１１０は、ロータ１１０の中心線Ｏを回転軸線として回転する。本実施形態では、図１に示す矢印線の方向（すなわち、紙面に向かって反時計回りの方向）にロータ１１０が回転し、図１に示す矢印線の方向とは逆の方向（すなわち、紙面に向かって時計回りの方向）にはロータ１１０が回転しない場合を例示する。図２は、ロータ１１０の構成の一例を示す図である。図２も、図１と同様に、ロータ１１０の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータ１１０の断面図である。尚、ロータ１１０の中心線Ｏと、ＩＰＭＳＭ１００の中心線Ｏと、は一致する。
　図２に示すように、ロータ１１０は、ロータコア１１１と、複数の永久磁石１１２（ここでは１極当たり１個の永久磁石）と、を備える。ロータコア１１１は、ロータコア１１１における軟磁性体材料で形成された部分である軟磁性体部と、複数の穴部と、を備える。軟磁性体部は、例えば、複数の電磁鋼板を、ロータ１１０の中心線Ｏに沿って積層させることにより構成される。ただし、必ずしも、複数の電磁鋼板を積層させることにより軟磁性体部を構成する必要はない。ロータコア１１１は、例えば、圧粉磁心、アモルファスコア、およびナノ結晶コアであってもよい。尚、ロータコア１１１が、圧粉磁心、アモルファスコア、ナノ結晶コアである場合、ロータコア１１１が備える軟磁性体部は、それぞれ、絶縁被覆された軟磁性粒子、アモルファス合金、ナノ結晶合金を用いて構成される。
　ロータコア１１１には、ロータコア１１１の中心線Ｏに平行な方向（以下、単にｚ軸方向と呼ぶ）に沿って延びる複数の穴が形成されている。本実施形態では、当該穴が、ｚ軸方向に貫通する貫通穴である場合を例示する。
　複数の永久磁石１１２は、それぞれ、ロータコア１１１に形成された穴に挿入されることで、ロータコア１１１内に設置（埋設）される。図２では、永久磁石１１２の磁極面２０１（２０１ａ、２０１ｂ）から磁束が流出入する場合を例示する。磁極面２０１に直交する方向（図２において、永久磁石１１２を、ロータコア１１１の半径方向に横切るように示す両矢印線の方向）が永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍである。半径方向は、中心線Ｏ（ロータ１１０の回転軸線）からｘｙ平面上に放射状に延びる方向である。
　永久磁石１１２が設置される穴において、永久磁石１１２が存在しない領域は、フラックスバリア１１３（１１３ａ～１１３ｂ）となる。フラックスバリア１１３には有体物が存在しておらず、空隙部（言い換えると、空気の領域）となっている。フラックスバリア１１３は、磁束が通らない、またはその周囲の領域よりも通りづらい領域である。ただし、フラックスバリア１１３には非磁性体が設置されてもよい。また、ロータコア１１１には、フラックスバリア１１３以外にも穴１１４（１１４ａ～１１４ｄ）が形成されている。穴１１４ａ～１１４ｃは、フラックスバリアとして機能したり、不図示のリベット等が設置されたりするために形成される。尚、リベットは、例えば、ロータ１１０のｚ軸方向の両端に配置される不図示の端板にロータ１１０を固定するために用いられる。また、ロータコア１１１の内周側には、ロータコア１１１のｚ軸方向に貫通する穴１１４ｄが形成されている。穴１１４ｄには、不図示のシャフト等が設置される。
　尚、本実施形態では、ロータ１１０の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータ１１０の断面（以下、ロータ断面と呼ぶ）の形状が、ロータ１１０のｚ軸方向のいずれの位置においても、図２に示す形状になる場合を例示する。
　また、図１および図２では、ＩＰＭＳＭ１００の極数が４極である場合を例示する。図２において、「１極」と示している両矢印線の範囲がＩＰＭＳＭ１００の１極を構成する部分である。１極あたり１個の永久磁石１１２が埋設されており、ロータコア１１１の穴部には合計で４個の永久磁石が埋設されている。この極数や、１極当たりの永久磁石１１２の数や配置は一例を示すに過ぎず、任意に決めることができる。図２では、表記が複雑になるので、ロータ１１０の１極を構成する部分にのみに符号を付しロータ１１０のその他の３極を構成する部分における符号を省略する。尚、ＩＰＭＳＭ１００の極数がｎ極（ここで、ｎは２以上の整数、図１および図２に示す例ではｎ＝４）である場合、ＩＰＭＳＭ１００は、概ね、ＩＰＭＳＭ１００の中心線Ｏを回転対称軸とするｎ回対称の回転対称性の関係を有する。
　図３は、ロータコア１１１の構成の一例を示す図である。図３も、図１および図２と同様に、ロータコア１１１の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータコア１１１の断面図である。尚、ロータコア１１１の中心線Ｏと、ＩＰＭＳＭ１００の中心線Ｏおよびロータ１１０の中心線Ｏと、は一致する。また、図３でも図２と同様に、ロータコア１１１の１極を構成する部分にのみに符号を付しロータコア１１１のその他の３極を構成する部分における符号を省略する。
　図３において、ロータコア１１１には、永久磁石１１２によって占められる領域（以下、磁石占有領域と呼ぶ）と、フラックスバリア１１３となる領域と、を含む穴３１０が形成されている。
　ロータコア１１１の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータコア１１１の断面（以下、ロータコア断面と呼ぶ）において、少なくとも１つの穴３１０（図３では、４つの穴３１０の全部）は、永久磁石１１２の中心における永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍに対して左右両側の方向である左右方向Ｄｓの端部のうち、ロータコア１１１の回転方向の先頭側に位置する第１端部３１１において開口している。図３に示す例では、穴３１０の左右方向Ｄｓは、穴３１０の長手方向である。図３において、穴３１０の左右方向Ｄｓを、穴３１０の傍らに付す両矢印線で示す。一方、ロータコア断面において、穴３１０は、第１端部３１１とは反対側（言い換えると、ロータコア１１１の回転方向の後尾側）の第２端部３１２において開口していない。以下では、ロータコア１１１の回転方向の先頭側を単に先頭側とも呼び、ロータコア１１１の回転方向の後尾側を単に後尾側とも呼ぶ。
　前述したように本実施形態では、ＩＰＭＳＭ１００の極数が４極である場合を例示する。図３に示すように本実施形態では、永久磁石１１２が設置される４つの穴３１０の全てが、第１端部３１１において開口している場合を例示する。しかしながら、永久磁石１１２が設置される４つの穴３１０の少なくとも１つが、穴３１０の第１端部３１１において開口していればよい。また、永久磁石１１２が設置される４つの穴３１０の全てが、第２端部３１２において開口していない場合を例示する。しかしながら、永久磁石１１２が設置される４つの穴３１０の少なくとも１つが、第２端部３１２において開口していなければよい。
　図１では、ＩＰＭＳＭ１００がインナーロータ型である場合を例示する。尚、図１に示すように、ロータ１１０（ロータコア１１１）の外周面のうち、穴３１０以外の領域が、ロータ１１０（ロータコア１１１）のステータ１２０と間隔を有して対向する端面になる。
　また、ロータコア１１１の回転方向の先頭側は、ロータ１１０の回転方向に向かって見た場合に、永久磁石１１２の先頭の位置側であり、ロータコア１１１の回転方向の後尾側は、当該永久磁石１１２の後尾の位置側である。具体的に図２に示す例では、ロータ１１０の回転方向に向かって見た場合に、永久磁石１１２の先頭の位置は、永久磁石１１２の側面２０２にあり、永久磁石１１２の後尾の位置は、永久磁石１１２の側面２０３にある。したがって、ロータコア１１１は、ロータコア１１１の回転方向の先頭側が、永久磁石１１２の側面２０２側となり、ロータコア１１１の回転方向の後尾側が、永久磁石１１２の側面２０３側となるようにロータ１１０に配置される。尚、永久磁石１１２の側面２０２、２０３は、図２に示す例では、永久磁石１１２の磁極面２０１（２０１ａ、２０１ｂ）の端面のうち、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍに対して直交する方向の端部に位置する端面である。
　図３において、穴３１０は、内側空間３１０ａおよび第１外側空間３１０ｂを有する。図４は、内側空間３１０ａおよび第１外側空間３１０ｂの一例を説明する図である。
　内側空間３１０ａは、ロータコア断面において、穴３１０を構成する空間のうち、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍに沿った方向である幅方向の長さが、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さに対応する長さＬ１と同等でほぼ一定である空間である。図２と、図３および図４と、を対比すれば明らかなように、永久磁石１１２は、内側空間３１０ａに設置される。したがって、穴３１０の磁石占有領域の幅方向の長さは、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１と同じである。内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１は、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さと同じであっても、穴３１０に永久磁石１１２を設置し易くするために永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さよりも（僅かに）長くてもよい。尚、本実施形態では、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さが一定である場合を例示する。しかしながら、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さは必ずしも一定でなくてもよい。永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さが一定でない場合には、内側空間３１０ａの幅方向の長さを、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さに対応する長さと同等にして一定としなくてもよい。
　穴３１０の幅方向は、穴３１０の左右方向Ｄｓ（図３および図４において穴３１０の傍らに付す両矢印線で示す方向）と、穴３１０の深さ方向（ロータコア１１１のｚ軸方向）との双方に直交する方向である。尚、前述したように、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍは、図２において、永久磁石１１２を横切るように示す両矢印線の方向で示す方向であり、内側空間３１０ａの幅方向は、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍに一致する。尚、図３に示すように、一般的なＩＰＭＳＭ１００では、ロータコア１１１において、永久磁石１１２が設置される穴３１０の左右方向Ｄｓの長さは、穴３１０の幅方向の長さよりも長いが、穴３１０の左右方向Ｄｓの長さは、穴３１０の幅方向の長さと同じまたは穴３１０の幅方向の長さより短くてもよい。
　第１外側空間３１０ｂは、穴３１０を構成する空間のうち、内側空間３１０ａとロータコア１１１の外部とを連通する空間である。第１外側空間３１０ｂは、穴３１０を構成する空間のうち、内側空間３１０ａに連通し、且つ、穴３１０の第１端部３１１を左右方向Ｄｓの端部の１つとして有する空間である。したがって、第１外側空間３１０ｂの外周側における端部（言い換えると、内側空間３１０ａと連通する側とは反対側の端部）は、穴３１０の第１端部３１１に一致する。内側空間３１０ａの後尾側には外側空間はなく、その後尾側の端部は、穴３１０の第２端部３１２に一致する。つまり、ロータコア断面において、穴３１０の第２端部３１２は開口していない。一方、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さは、Ｌ２である。
　尚、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２は、穴３１０の第１端部３１１の先頭側における端点４０１から、穴３１０の第１端部３１１の後尾側における端点４０２までの、後尾側に向かう方向における周方向の長さである。穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２は、穴３１０の第１端部３１１の幅方向の長さに近似してもよい。穴３１０の第１端部３１１の幅方向の長さは、穴３１０の第１端部３１１の先頭側における端点４０１と、穴３１０の第１端部３１１の後尾側における端点４０２との、直線距離である。
　図４に示すように、本実施形態では、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２を、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１よりも長くしている。このようにすることに至った理由について以下に説明する。図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃは、穴３１０の第１端部３１１の違いによる磁束の流れの違いを説明する図である。尚、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃにおいて矢印線で示す磁束は概念的な表記をしたもので、例えば、矢印線の長さおよび数は、磁束の大きさおよび磁束密度に必ずしも対応するものではない。
　図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃでは、ＩＰＭＳＭ１００が運転しているときの、穴３１０の第１端部３１１の付近を拡大して示す。
　図５Ａでは、穴３１０の第１端部３１１がロータコア１１１の外周面に連通していないと仮定した場合の磁束の流れを示す。図５Ａに示すように、穴３１０の第１端部３１１が開口していないと、穴３１０の第１端部３１１の外側の領域が電磁鋼板等の軟磁性体部となり、穴３１０の第１端部３１１の内側の領域はフラックスバリアとして機能するものの、当該軟磁性体部の領域がブリッジ部となって、ステータコア１２１に向かわずに、ロータコア１１１内で還流する磁束５０１が生じる。このため、ＩＰＭＳＭ１００のトルクを十分に増加させることができない。
　図５Ｂでは、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２が、穴３１０の内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１と略同じである場合の磁束の流れを示す。図５Ｂに示すように、穴３１０の第１端部３１１が開口していると、図５Ａに示すようなブリッジ部を介した磁束の還流はほぼ生じない。したがって、当該還流する磁束が、ＩＰＭＳＭ１００の半径方向に対して傾いてステータコア１２１に向かうことにより、ＩＰＭＳＭ１００のトルクを大きくすることができる。しかしながら、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２が短いため、フラックスバリア１１３ａを通過するような磁束が発生する可能性がある。
　図５Ｃでは、図１～図４に示すように、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２が、穴３１０の内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１よりも長い場合の磁束の流れを示す。図５Ｃに示すように、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２を、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１よりも長くすることによって、フラックスバリア１１３ａを通過するような磁束の発生をより確実に低減することができる。
　さらに、穴３１０の第１端部３１１において、後尾側の領域の周方向の長さをより長くすることによって、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２を内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１よりも長くするのが好ましい。このようにすることで、フラックスバリア１１３ａよりも後尾側の軟磁性体部における領域において、ＩＰＭＳＭ１００の半径方向（すなわち、中心線Ｏからｘｙ平面上に放射状に延びる方向）から周方向において先頭側に向かう角度が大きくなる磁束を多く発生させることができる（このことは、図５Ｃに示す磁束５０４、５０５の方向の方が、図５Ｂに示す磁束５０２、５０３の方向よりも周方向の先頭側に傾いていることに対応する）。すなわち、図５Ｃに示す磁束５０４、５０５を表す磁束密度ベクトルを、中心線Ｏを原点とするｒ－θ座標系（２次元極座標系）で表す場合、磁束５０４、５０５による磁束密度ベクトルのθ成分Ｂθが大きくなる。これは、ＩＰＭＳＭ１００のリラクタンストルクを大きくする効果があり、ＩＰＭＳＭ１００のトルクを大きくすることに寄与する。
　このことは、以下のことからも示される。すなわち、「中田高義、伊藤昭吉、河瀬順洋著、「有限要素法による交直電磁石の設計と応用」、１９９１年８月、森北出版株式会社」に記載のマックスウェルの応力テンソルからトルクＴを求める算出式をｒ－θ座標系に変換すると、トルクＴは以下の（１）式で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　ここで、Ｌは、ロータコアの高さ（ｚ軸方向の長さ）である。ロータコア（具体的にはロータコアの軟磁性体部）が電磁鋼板である場合、Ｌは、電磁鋼板の積厚である。Ｒは、ロータコアの半径である。μ0は、真空の透磁率である。Ｂrは、磁束密度ベクトルのｒ成分（すなわち、動径成分）である。Ｂθは、磁束密度ベクトルのθ成分（すなわち、偏角成分）である。ここで、θ方向は、図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃの紙面に向かって反時計回りが正方向であり、本実施形態の回転方向と一致していることから、（１）式に示すように、磁束密度ベクトルのθ成分Ｂθが大きくなると、トルクＴが大きくなることが分かる。
　そこで、穴３１０の第１端部３１１を以下のようにするのが好ましい。
　まず、図４において、穴３１０の第１外側空間３１０ｂは、穴３１０の内側空間３１０ａよりも幅広の領域である。また、穴３１０の第１端部３１１は、第１外側空間３１０ｂと連通する位置（境界）での内側空間３１０ａの中心位置４０３に対して、周方向において後尾側に偏るようにするのが好ましい。すなわち、穴３１０の第１端部３１１の周方向の中心位置４０４が、第１外側空間３１０ｂと連通する位置での内側空間３１０ａの周方向の中心位置４０３よりも、周方向において後尾側になるようにするのが好ましい。これは図４において、穴３１０の第１端部３１１の周方向の中心位置４０４が、穴３１０の内側空間３１０ａの外挿中心位置４０６よりも、周方向において後尾側に位置することに対応する。穴３１０の内側空間３１０ａの外挿中心位置４０６は、第１外側空間３１０ｂと連通する位置（境界）での内側空間３１０ａの中心位置４０３からロータコア１１１の半径方向に沿って延びる直線（図４の中心位置４０３から延びる破線）と、穴３１０の第１端部３１１との交点の位置である。このようにすれば、内側空間３１０ａの後尾側における端点４０５よりも後尾側において、ロータコアの１１１のその他の領域の外周面よりも中心線Ｏ側に窪んだ空間を形成することができる。したがって、第１外側空間３１０ｂよりも後尾側における軟磁性体部において、正のθ成分が大きい磁束密度ベクトルを増やすことができる。図４では、このようにする場合を例示する。
　また、このようにする場合、穴３１０の内側空間３１０ａの外挿中心位置４０６から、穴３１０の第１端部３１１の後尾側における端点４０２までの、後尾側に向かう方向における周方向の長さＬ３は、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１以上（Ｌ３≧Ｌ１）とするのがより好ましい。このようにすれば、内側空間３１０ａの後尾側における端点４０５よりも後尾側において、ロータコアの１１１のその他の領域の外周面よりも中心線Ｏ側に窪んだ空間をより大きくすることができる。したがって、フラックスバリア１１３ａ（第１外側空間３１０ｂ）よりも後尾側において、θ成分が大きい磁束密度ベクトルをより増やすことができる。図４では、このようにする場合を例示する。
　さらに、穴３１０の内側空間３１０ａの後尾側端点外挿位置４０７から、穴３１０の第１端部３１１の後尾側における端点４０２までの、後尾側に向かう方向における周方向の長さＬ４は、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１以上（Ｌ４≧Ｌ１）とするのがより一層好ましい。穴３１０の内側空間３１０ａの後尾側端点外挿位置４０７は、第１外側空間３１０ｂと連通する位置での内側空間３１０ａの後尾側における端点４０５からロータコア１１１の半径方向に沿って延びる直線（図４の端点４０５から延びる破線）と、穴３１０の第１端部３１１との交点の位置である。このようにすれば、内側空間３１０ａの後尾側における端点４０５よりも後尾側において、ロータコアの１１１のその他の領域の外周面よりも中心線Ｏ側に窪んだ空間をより一層大きくすることができる。したがって、フラックスバリア１１３ａ（第１外側空間３１０ｂ）よりも後尾側において、θ成分が大きい磁束密度ベクトルをより一層増やすことができる。図４では、このようにする場合を例示する。
　また、図４に示すように、穴３１０を構成する穴壁面３１０Ｗにおいて、第１外側空間３１０ｂの回転方向の後尾側を形成する後尾側壁面３１０Ｗ１が中心線Ｏに対して直交する方向（半径方向）に対して傾いている。具体的には、図４及び図６に示されるように、後尾側壁面３１０Ｗ１は、穴３１０の幅方向の長さが外周側に向かって徐々に大きくなるように形成されている。また、後尾側壁面３１０Ｗ１は、凹状に湾曲している。なお、後尾側壁面３１０Ｗ１上に形成される凹状の湾曲部分は、後尾側壁面３１０Ｗ１の少なくとも一部にあればよい。具体的には、後尾側壁面３１０Ｗ１は、端点４０２と端点４０５を結ぶ仮想直線に対して凹状に湾曲するよう階段状に形成されている。例えば、階段は、仮想直線と交差する部分があってもよいが、仮想直線に対し後尾側及び／又は径方向内側にいる部分が反対側にいる部分より長くするとよい。なお、本開示はこの構成に限定されず、後尾側壁面３１０Ｗ１は、直線状（仮想直線に一致）でも曲線状（仮想直線に対して円弧状に湾曲する湾曲面）でもよい。
　ここで、後尾側壁面３１０Ｗ１が中心線Ｏに対して直交する方向（半径方向）に対して傾くことで、第１外側空間３１０ｂよりも後尾側における軟磁性体部において、当該部分の磁気抵抗を大きくすることができるので、正のθ成分が大きい磁束密度ベクトルを増やすことができる。これにより、リラクタンストルクをより大きくすることができる。
　さらに、後尾側壁面３１０Ｗ１を凹状に湾曲させることで、当該部分の磁気抵抗をさらに大きくすることができるので、正のθ成分が大きい磁束密度ベクトルをより増やすことができる。
　尚、第１外側空間３１０ｂの形状および半径方向の長さは、図３および図４に示すものに限定されない。例えば、以上のようにして第１外側空間３１０ｂを形成した方が形成しない場合に比べて、ＩＰＭＳＭ１００のトルクＴが大きくなるような、第１外側空間３１０ｂの形状および半径方向の長さを、ＩＰＭＳＭ１００に対する電磁界解析の結果に基づいて決定すればよい。
　一方、前述したように穴３１０の第２端部３１２は、ロータコア１１１の外周面（言い換えると、ステータ１２０と間隔を有して対向する端面）に連通していない。したがって、図４に示すように、内側空間３１０ａの左右方向Ｄｓの後尾側における端部は、穴３１０の第２端部３１２に一致する。図３に示すロータコア１１１では、穴３１０の第２端部３１２を開口させると、穴３１０よりもロータコア１１１の外周側の領域が孤立し、ロータコア１１１は、当該領域が宙に浮いたような形状になる。そうすると、ロータコア１１１の機械的強度が低下する。このような場合、例えば、穴３１０の第２端部３１２に非磁性材料を配置して、ロータコア１１１の外周側の領域と内周側の領域とを結合するなどの対策が必要になり、製造上の困難性から、このような配置をそのまま採用することができない場合が生じる。そこで、本実施形態では、穴３１０の第２端部３１２を、開口させないようにする。
　ここで、穴３１０の第２端部３１２ではなく、穴３１０の第１端部３１１を開口させるのは、このようにした方が、穴３１０の第１端部３１１ではなく、穴３１０の第２端部３１２を開口させる場合よりも、θ方向の磁束密度ベクトルＢθの正成分を大きくすることができるからである。このことについて以下に説明する。
　図６は、内側空間３１０ａ、第１外側空間３１０ｂ、および第２外側空間３１０ｃの一例を説明する図であり、図４に対応する図である。図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、穴３１０の第２端部３１２の違いによる磁束の流れの違いを説明する図であり、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃは、それぞれ、図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃに対応する図である。すなわち、図７Ａでは、図３および図４に示すように、穴３１０の第２端部３１２が開口していない場合の磁束の流れを示す。図７Ｂでは、穴３１０の第２端部３１２は開口しており、穴３１０の第２端部３１２の周方向の長さＬ１２が、穴３１０の内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１と略同じである場合の磁束の流れを示す。図７Ｃでは、穴３１０の第２の端部３１２は開口しており、穴３１０の第２端部３１２の周方向の長さＬ１２が、穴３１０の内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１よりも長い場合の磁束の流れを示す。尚、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃにおいても図５Ａ、図５Ｂ及び図５Ｃと同様に、矢印線で示す磁束は概念的な表記をしたもので、例えば、矢印線の長さおよび数は、磁束の大きさおよび磁束密度に必ずしも対応するものではない。
　図７Ａに示すように、穴３１０の第２端部３１２を、開口させない場合、穴３１０の第２端部３１２の外側の領域が電磁鋼板等の軟磁性体部となり、穴３１０の第１端部３１１の内側の領域はフラックスバリアとして機能するものの、当該軟磁性体部の領域がブリッジ部となって、ステータコア１２１に向かわずに、ロータコア１１１内で還流する磁束７０１が生じる。このため、その分だけ、ＩＰＭＳＭ１００のトルクを増加させることができない。しかしながら、前述したように、穴３１０よりもロータコア１１１の外周側の領域が宙に浮いたような形状にならないようにするために、本実施形態では、穴３１０の第２端部３１２を、開口させないようにする。
　ここで、図６に示すように、穴３１０の第２端部３１２にも、穴３１０の第１端部３１１の第１外側空間３１０ｂと同様の第２外側空間３１０ｃを形成し、穴３１０の第２端部３１２の周方向の長さＬ１２を内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１よりも長くするものと仮定する。尚、ロータコア１１１の後尾側における端部３１２の周方向の長さＬ１２は、穴３１０の第２端部３１２の後尾側における端点４１１から、穴３１０の第２端部３１２の先頭側における端点４１２までの、先頭側に向かう方向における周方向の長さである。ロータコア１１１の後尾側における端部３１２の周方向の長さＬ１２は、ロータコア１１１の後尾側における端部３１２の幅方向の長さ（端点４１１と端点４１２との直線距離）に近似してもよい。
　このように仮定する場合、穴３１０の第２端部３１２は、第２外側空間３１０ｃと連通する位置での内側空間３１０ａの中心位置４１３に対して、周方向において先頭側に偏るようにすることが好ましい。すなわち、穴３１０の第２端部３１２の周方向の中心位置４１４が、第２外側空間３１０ｃと連通する位置での内側空間３１０ａの周方向の中心位置４１３よりも、周方向において先頭側になるようにするのが好ましいことになる。これは図６において、穴３１０の第２端部３１２の周方向の中心位置４１４が、穴３１０の内側空間３１０ａの外挿中心位置４１６よりも、周方向において先頭側に位置することに対応する。穴３１０の内側空間３１０ａの外挿中心位置４１６は、第２外側空間３１０ｃと連通する位置（境界）での内側空間３１０ａの中心位置４１３からロータコア１１１の半径方向に沿って延びる直線（図６の中心位置４１３から延びる破線）と、穴３１０の第２端部３１２との交点の位置である。
　また、このようにする場合、穴３１０の内側空間３１０ａの外挿中心位置４１６から、穴３１０の第２端部３１２の先頭側における端点４１２までの、先頭側に向かう方向における周方向の長さＬ１３は、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１以上（Ｌ１３≧Ｌ１）とするのがより好ましいことになる。さらに、穴３１０の内側空間３１０ａの先頭側端点外挿位置４１７から、穴３１０の第２端部３１２の先頭側における端点４１２までの、先頭側に向かう方向における周方向の長さＬ１４は、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１以上（Ｌ１４≧Ｌ１）とするのがより一層好ましいことになる。穴３１０の内側空間３１０ａの先頭側端点外挿位置４１７は、第２外側空間３１０ｃと連通する位置での内側空間３１０ａの先頭側における端点４１５からロータコア１１１の半径方向に沿って延びる直線（図４の端点４１５から延びる破線）と、穴３１０の第２端部３１２との交点の位置である。
　図４および図６に示すようにして第１外側空間３１０ｂを形成することにより、第１外側空間３１０ｂの後尾側の領域が広がる。このため、第１外側空間３１０ｂの後尾側における端点４０２に近い位置の磁束は、図５Ｂに示すように、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２が、穴３１０の磁石占有領域の幅方向の長さ（すなわち、内側空間３１０ａの幅方向の長さ）Ｌ１と略同じである場合に比べ、後尾側（すなわち、ロータコア１１１の回転方向に対し後ろ側）からステータコア１２１に向けて進行する（図５Ｂに示す磁束５０２、５０３および図５Ｃに示す磁束５０４、５０５を参照）。ロータコア１１１は、先頭側に向けて回転しているので、磁束５０４、５０５の進行方向は、磁束５０２、５０３の進行方向に対して大きく傾き、磁束５０４、５０５により表される磁束密度ベクトルのθ方向の正成分は大きくなる。
　一方、図６に示すようにして第２外側空間３１０ｃを形成することにより、第２外側空間３１０ｃの先頭側の領域が広がる。このため、第２外側空間３１０ｃの先頭側における端点４１２に近い位置の磁束は、図７Ｂに示すように、穴３１０の第２端部３１２の周方向の長さＬ１２が、穴３１０の磁石占有領域の幅方向の長さ（すなわち、内側空間３１０ａの幅方向の長さ）Ｌ１と略同じである場合に比べ、先頭側（すなわち、ロータコア１１１の回転方向に対し前側）からステータコア１２１に向けて進行する（図７Ｂに示す磁束７０２、７０３および図７Ｃに示す磁束７０４、７０５を参照）。しかしながら、ロータコア１１１は、先頭側に向けて回転しているので、磁束７０４、７０５の進行方向は、図５Ｃに示す磁束５０４、５０５に比べて大きく傾かず、磁束７０４、７０５により表される磁束密度ベクトルのθ方向の正成分の増大代は、図５Ｃに示した磁束５０４、５０５により表される磁束密度ベクトルのθ成分よりも小さくなる。さらに、図６に示すようにＬ１２＞Ｌ１となるように第２外側空間３１０ｃを形成した場合、ロータコア１１１の機械的強度の低下代が大きくなり、製造上の困難性も大きくなる。
　以上のように、ロータコア１１１は、先頭側に向けて回転しているので、図５Ａに示すようなブリッジ部を介した磁束の還流を図５Ｃに示すようにステータコア１２１に向かわせる方が、図７Ａに示すようなブリッジ部を介した磁束の還流を図７Ｃに示すようにステータコア１２１に向かわせるよりも、磁束の進行方向をＩＰＭＳＭ１００の半径方向に対して大きく傾かせることができ、磁束密度ベクトルのθ方向の正成分を大きくすることができる。
　以上のことから本実施形態では、穴３１０の第２端部３１２ではなく、穴３１０の第１端部３１１を開口させる。
　以上のように本実施形態では、ロータコア断面において、永久磁石１１２が設置される穴３１０のうち少なくとも１つの穴３１０を、第１端部３１１において開口させる。また、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２（すなわち、第１端部３１１の開口の周方向の長さ）は、第２端部３１２の開口の周方向の長さよりも長い。したがって、穴３１０の第１端部３１１側において、ロータコア１１１内で還流する磁束５０１を抑制することができると共に、リラクタンストルクを大きくすることができる。よって、ＩＰＭＳＭ１００のトルクＴを増加させることができる。
　また、本実施形態では、ロータコア断面において、穴３１０の第２端部３１２が開口しないようにすることで、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２（すなわち、第１端部３１１の開口の周方向の長さ）は、第２端部３１２の開口の周方向の長さよりも長くなるようにする。したがって、非磁性体等を用いなくても、ＩＰＭＳＭ１００のトルクＴおよびロータコア１１１の機械的強度を増加させることができる。
　また、本実施形態では、ロータコア断面において、穴３１０の第１端部３１１の周方向の長さＬ２は、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さ（すなわち、穴３１０の磁石占有領域の幅方向の長さ（内側空間３１０ａの幅方向の長さ））Ｌ１よりも長い。したがって、穴３１０の左右方向Ｄｓの第１の端部３１１側において、ロータコア１１１内で還流する磁束５０１を確実に抑制することができると共に、リラクタンストルクを確実に大きくすることができる。
　また、本実施形態では、ロータコア断面において、全ての穴３１０の第１端部３１１が開口している。したがって、各穴３１０の第１端部３１１側において、ロータコア１１１内で還流する磁束５０１をより確実に抑制することができると共に、リラクタンストルクをより確実に大きくすることができる。
　また、本実施形態では、ロータコア断面において、穴３１０の第１端部３１１は、第１外側空間３１０ｂと連通する位置での内側空間３１０ａの中心位置４０３に対して、周方向において後尾側に偏っている。したがって、穴３１０の第１端部３１１側において、リラクタンストルクをより大きくすることができる。
　また、本実施形態では、ロータコア断面において、穴３１０の内側空間３１０ａの後尾側端点外挿位置４０７から、穴３１０の第１端部３１１の後尾側における端点４０２までの、後尾側に向かう方向における周方向の長さＬ４は、内側空間３１０ａの幅方向の長さＬ１以上（Ｌ４≧Ｌ１）である。したがって、穴３１０の第１端部３１１側において、リラクタンストルクをより一層大きくすることができる。
（第２実施形態）
　次に、第２実施形態を説明する。第１実施形態では、ロータコア断面において、永久磁石１１２が設置される穴３１０の第２端部３１２が開口していない場合を例示した。これに対し、本実施形態では、ロータコア断面において、永久磁石１１２が設置される穴の第２端部を開口させる場合について説明する。このように本実施形態と第１実施形態とは、穴３１０の第２端部３１２が主として異なる。したがって、本実施形態の説明において、第１実施形態と同一の部分については、図１～図７Ｃに付した符号と同一の符号を付す等して詳細な説明を省略する。
　本実施形態では、図２に示すロータ１１０が以下のように変更される。図８は、ロータ８１０の構成の一例を示す図である。図８は、ロータ８１０の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータ８１０の断面図であり、図２に対応する図である。本実施形態でも、第１実施形態と同様に、図８に示す矢印線の方向（すなわち、紙面に向かって反時計回りの方向）にロータ８１０が回転し、図８に示す矢印線の方向とは逆の方向（すなわち、紙面に向かって時計回りの方向）にはロータ８１０が回転しない場合を例示する。
　ロータ８１０は、ロータコア８１１と、複数の永久磁石１１２と、を備える。ロータコア８１１は、軟磁性体部と、複数の穴部と、を備える。軟磁性体部は、例えば、複数の電磁鋼板を、ロータ８１０の中心線Ｏに積層させることにより構成される。ただし、必ずしも、複数の電磁鋼板を積層させることにより軟磁性体部を構成する必要はない。第１実施形態で例示したように、他の軟磁性材料により構成してもよい。
　永久磁石１１２が設置される穴において、永久磁石１１２が存在しない領域は、フラックスバリア８１３（８１３ａ～８１３ｂ）となる。図２に示したロータ１１０と図８に示すロータ８１０との相違点は、フラックスバリア８１３ｂの形状および大きさである。尚、図２に示したフラックスバリア１１３ａと図８に示すフラックスバリア８１３ａとは同じである。第１実施形態で説明したように、フラックスバリア８１３ａ～８１３ｂは空隙部（すなわち、空気の領域）となっていても、非磁性体が設置されていてもよい。ただし、ロータコア８１１のフラックスバリア８１３よりも外周側の領域が孤立して、当該領域が宙に浮いたような形状にならないように、例えば、フラックスバリア８１３ｂの一部または全部の領域に非磁性体を設置するのが好ましい。
　尚、本実施形態でも第１実施形態と同様に、ロータ断面の形状は、ロータ８１０のｚ軸方向のいずれの位置においても、図８に示す形状になる場合を例示する。
　また、図８では、第１実施形態と同様に、ＩＰＭＳＭの極数が４極である場合を例示する。図８でも図２と同様に、表記が複雑になるので、ロータ８１０の１極を構成する部分にのみに符号を付しロータ８１０のその他の３極を構成する部分における符号を省略する。
　図９は、ロータコア８１１の構成の一例を示す図である。図９は、ロータコア８１１の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータコア８１１の断面図であり、図３に対応する図である。尚、図９でも図３と同様に、ロータコア８１１の１極を構成する部分にのみに符号を付しロータコア８１１のその他の３極を構成する部分における符号を省略する。
　図９において、ロータコア８１１には、磁石占有領域と、フラックスバリア８１３となる領域と、を含む穴９１０が形成されている。
　ロータコア断面において、穴９１０の第１端部９１１は開口している。また、穴９１０の第２端部９１２も、ロータコア断面において開口している。
　第１実施形態と同様に本実施形態でも、ロータコア断面において、永久磁石１１２が設置される４つの穴９１０の全てが、穴９１０の第１端部９１１において開口している場合を例示する。しかしながら、永久磁石１１２が設置される４つの穴９１０の少なくとも１つにおいて、穴９１０の第１端部９１１が開口していればよい。同様に、永久磁石１１２が設置される４つの穴９１０の全てにおいて、穴９１０の第２端部９１２が開口している場合を例示する。しかしながら、永久磁石１１２が設置される４つの穴９１０の少なくとも１つにおいて、穴９１０の第２端部９１２が開口していればよい。
　図９において、穴９１０は、内側空間９１０ａおよび第１外側空間９１０ｂを有する。図１０は、内側空間９１０ａおよび第１外側空間９１０ｂを説明する図であり、図４に対応する図である。
　図１０において、第１外側空間９１０ｂは、図４に示した第１外側空間３１０ｂと同じである。
　内側空間９１０ａは、ロータコア断面において、穴９１０を構成する空間のうち、幅方向の長さが、永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さに対応する長さＬ１と同等でほぼ一定である空間である。
　第１実施形態と同様に、内側空間９１０ａの先頭側における端部は、第１外側空間９１０ｂの後尾側における端部と一致する。また、内側空間９１０ａの後尾側における端部（すなわち、第１外側空間９１０ｂと連通する側とは反対側の端部）は、穴９１０の第２端部９１２に一致する。したがって、穴９１０の第２端部９１２の周方向の長さは、内側空間９１０ａの幅方向の長さＬ１とほぼ同じである。一方、穴９１０の第１端部９１１の周方向の長さＬ２は、穴９１０の第２端部９１２の周方向の長さＬ１よりも長い。このように、穴９１０の左右方向Ｄｓの端部のうち開口している端部９１１、９１２の周方向の長さＬ２、Ｌ１は、先頭側における端部９１１の方が後尾側における端部９１２よりも長い（Ｌ２＞Ｌ１）。したがって、図７Ａに示したロータコア１１１内で還流する磁束７０１が発生しなくなる作用を得つつ、ＩＰＭＳＭのトルクＴを大きくする効果を実現することができる。一方、軟磁性体部だけでロータコアを形成する場合、第１実施形態のロータコア１１１に比べてロータコア８１１の機械的強度は低下する。そこで、ロータコア８１１の機械的強度が低下しないように、例えば、フラックスバリア８１３ｂの一部または全部の領域に非磁性体を設置するのが好ましい。したがって、例えば、ロータコア内で還流する磁束７０１が発生することを防止することを重視する場合には第２実施形態を採用し、ロータコアの機械的強度が低下することを防止することを重視する場合には第１実施形態を採用すればよい。尚、本実施形態においても、第１実施形態で説明した種々の変形例を採用してもよい。
（計算例）
　本計算例では、回転数＝３０００ｒｐｍ、励磁電流（の実効値）＝５．５Ａ、進角＝２０ｄｅｇの運転条件で、それぞれのＩＰＭＳＭを運転した場合のＩＰＭＳＭの電磁界解析を、有限要素法により実行した。そして、電磁界解析の結果として得られる磁束密度ベクトルに基づいて、マクスウェルの応力テンソルを算出し、マクスウェルの応力テンソルからＩＰＭＳＭのトルクＴを算出した。以下では、第１実施形態のロータ１１０を実施例１のロータと呼び、第２実施形態のロータ８１０を実施例２のロータと呼ぶこととする。
　図１１は、比較例１のロータ１１００の構成を示す図である。図１１は、ロータ１１００の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータ１１００の断面図であり、図２に対応する図である。ロータ断面の形状は、ロータ１１００のｚ軸方向のいずれの位置においても、図１１に示す形状であるものとする。また、実施例１、２と同様に、比較例１でも、ＩＰＭＳＭの極数が４極である場合を例示する。また、図１１でも図２と同様に、表記が複雑になるので、ロータ１１００の１極を構成する部分にのみに符号を付しロータ１１００のその他の３極を構成する部分における符号を省略する。図１１に示すように比較例１のロータ１１００では、ロータコア断面において、永久磁石１１２が設置される穴の第１端部１１１１も、永久磁石１１２が設置される穴の第２端部１１１２も開口していない。
　図１２は、比較例２のロータ１２００の構成を示す図である。図１２は、ロータ１２００の中心線Ｏに対して垂直に切った場合のロータ１２００の断面図であり、図２に対応する図である。ロータ断面の形状は、ロータ１２００のｚ軸方向のいずれの位置においても、図１２に示す形状であるものとする。また、実施例１、２と同様に、比較例２でも、ＩＰＭＳＭの極数が４極である場合を例示する。また、図１２でも図２と同様に、表記が複雑になるので、ロータ１２００の１極を構成する部分にのみに符号を付しロータ１２００のその他の３極を構成する部分における符号を省略する。図１２に示すように比較例１のロータ１２００では、ロータコア断面において、永久磁石１１２が設置される穴の第１端部１２１１も、永久磁石１１２が設置される穴の第２端部１２１２も開口している。ただし、永久磁石１１２が設置される穴の第１端部１２１１の周方向の長さと、永久磁石１１２が設置される穴の第２端部１２１２の周方向の長さは同じ（永久磁石１１２の磁化方向Ｄｍの長さに対応する長さＬ１とほぼ同じ）である。
　図１１に示す比較例１のロータ１１００を用いた場合、ＩＰＭＳＭのトルクＴは０．８００Ｎｍになった。これに対し、図２に示した実施例１のロータ１１０を用いた場合、ＩＰＭＳＭのトルクＴは１．１９９Ｎｍになった。このように実施例１では比較例１に対しＩＰＭＳＭのトルクＴは４９．９％増加した。したがって、図３に示したように、穴３１０の左右方向Ｄｓの先頭側に第１外側空間３１０ｂを形成することによって、ＩＰＭＳＭのトルクＴを大きくすることができることが分かる。
　また、図１２に示す比較例２のロータ１２００を用いた場合、ＩＰＭＳＭのトルクＴは０．９５６Ｎｍになった。これに対し、図８に示した実施例２のロータ８１０を用いた場合、ＩＰＭＳＭのトルクＴは１．２５１Ｎｍになった。このように実施例２では比較例２に対しＩＰＭＳＭのトルクＴは３０．８％増加した。したがって、図９に示したように、穴９１０の左右方向Ｄｓの先頭側に第１外側空間９１０ｂを形成することによって、ＩＰＭＳＭのトルクＴを大きくすることができることが分かる。
　また、実施例１と比較例１とを比べると、穴３１０の左右方向Ｄｓの先頭側に第１外側空間３１０ｂを形成することによるトルクの増加量は、０．３９９（＝１．１９９－０．８００）Ｎｍである。また、実施例１と実施例２とを比べると、穴９１０の第２端部９１２をロータコア８１１の外周面に連通させることによるトルクの増加量は、０．０５２（１．２５１－１．１９９）Ｎｍである。したがって、穴３１０の左右方向Ｄｓの先頭側に第１外側空間３１０ｂを形成することにより、ＩＰＭＳＭのトルクＴを効果的に大きくすることができることが分かる。
（変形例）
　第１実施形態および第２実施形態では、ロータコア断面の形状は、ロータ１１０、８１０のｚ軸方向のいずれの位置においても、図２、図８に示す形状になる場合を例示した。しかしながら、必ずしもこのようにする必要はない。例えば、ロータ１１０、８１０のｚ軸方向の全ての位置において図２、図８に示す形状にしない場合よりも、全体としてＩＰＭＳＭのトルクが増加するようにしていれば、ロータ１１０、８１０のｚ軸方向の一部の位置においては、ロータ断面の形状が、図２、図８に示す形状になっていなくてもよい。例えば、ロータ１１０のｚ軸方向の一部の位置においては、ロータ断面の形状が、図１１または図１２に示す形状であってもよい。
　また、第１実施形態および第２実施形態では、１つの永久磁石１１２で１つの極が構成される場合を例示したが、本開示はこれに限定されない。複数の永久磁石１１２で１つの極が構成されてもよい。
　また、第１実施形態および第２実施形態では、ＩＰＭＳＭ１００がインナーロータ型である場合を例示した。しかしながら、アウターロータ型のＩＰＭＳＭのモータのロータに対して、第１実施形態および第２実施形態で説明したようにして、永久磁石１１２が設置される穴の第１端部と第２端部とを形成してもよい。この場合、ロータコアの内周面が、ステータと間隔を有して対向する端面になる。また、永久磁石埋込型のモータではなく、永久磁石埋込型の発電機のロータに対して、第１実施形態および第２実施形態で説明したようにして、永久磁石１１２が設置される穴の第１端部と第２端部とを形成してもよい。
　また、１つのロータコア断面において、永久磁石が設置される穴の第２端部として、第１実施形態のように開口していない端部と、第２実施形態のように、穴の第１端部のうち開口している端部の周方向の長さよりも周方向の長さが短い端部と、の双方が含まれていてもよい。
　尚、以上説明した本開示の実施形態は、何れも本開示を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本開示の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本開示はその技術思想、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
　以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
　（付記１）
　永久磁石が設置される複数の穴を備え、
　回転の中心となる回転軸線に対して垂直な断面において、前記複数の穴の少なくとも１つは、前記永久磁石の磁化方向に対して左右両側の方向である左右方向における回転方向の先頭側に位置する第１端部と、前記左右方向における前記回転方向の後尾側に位置する第２端部と、を含み、
　前記第１端部は開口しており、
　前記断面において、前記開口の周方向の長さは、前記第２端部の周方向の長さよりも長い、ロータコア。
　（付記２）
　前記断面において、前記開口の周方向の長さは、前記穴の前記永久磁石によって占められる領域の、前記永久磁石の磁化方向の長さよりも長い、付記１のロータコア。
　（付記３）
　前記断面において、全ての前記穴の前記第１端部が開口している、付記１または付記２のロータコア。
　（付記４）
　前記断面において、少なくとも１つの前記穴は、前記第２端部は開口していない、付記１～付記３のいずれか１項のロータコア。
　（付記５）
　前記断面において、全ての前記穴の前記第２端部が開口していない、付記１～付記４のいずれか１項のロータコア。
　（付記６）
　前記断面において、前記第１端部が開口している前記穴は、
　幅方向の長さが、前記永久磁石の磁化方向の長さに対応する長さと同等である内側空間と、
　前記内側空間に連通し、前記第１端部を前記穴の前記左右方向の端部の１つとして有し、且つ、前記内側空間よりも幅広な第１外側空間と、を有し、
　前記第１端部は、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の周方向の中心位置に対して、回転方向の後尾側に偏るように配置されている、付記１～付記５のいずれか１項のロータコア。
　（付記７）
　前記断面において、前記内側空間の後尾側端点外挿位置から、前記第１端部の端点のうち、回転方向の後尾側における端点までの、回転方向の後尾側に向かう方向における周方向の長さは、前記内側空間の幅方向の長さ以上であり、
　前記内側空間の後尾側端点外挿位置は、前記断面において、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の後尾側における端点から前記ロータコアの半径方向に沿って延びる直線と、前記第１端部との交点の位置である、付記６のロータコア。
　（付記８）
　付記１～付記７のいずれか１項のロータコアと、
　前記永久磁石と、
を備えるロータ。
　（付記９）
　付記８のロータと、
　ステータと、
　を備える、回転電機。
　（付記１０）
　永久磁石が設置される複数の穴を備え、
　回転の中心となる回転軸線に対して垂直な断面において、前記複数の穴の少なくとも１つは、前記永久磁石の磁化方向に対して左右両側の方向である左右方向における回転方向の先頭側に位置する第１端部と、前記左右方向における前記回転方向の後尾側に位置する第２端部と、を含み、
　前記第１端部は、外周面に開口し、前記開口の周方向の長さが前記第２端部の周方向の長さよりも長く、
　前記断面において、前記第１端部が開口している前記穴は、幅方向の長さが前記永久磁石の磁化方向の長さに対応する長さと同等である内側空間と、前記内側空間に連通し、前記第１端部を前記穴の前記左右方向の端部の１つとして有し、且つ、前記内側空間よりも幅広な第１外側空間と、を有し、
　前記第１端部は、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の周方向の中心位置に対して、回転方向の後尾側に偏るように配置されている、ロータコア。
　（付記１１）
　前記断面において、前記内側空間の後尾側端点外挿位置から、前記第１端部の端点のうち、回転方向の後尾側における端点までの、回転方向の後尾側に向かう方向における周方向の長さは、前記内側空間の幅方向の長さ以上であり、
　前記内側空間の後尾側端点外挿位置は、前記断面において、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の後尾側における端点から前記ロータコアの半径方向に沿って延びる直線と、前記第１端部との交点の位置である、付記１０のロータコア。
（付記１２）
　前記穴を構成する穴壁面において、前記第１外側空間の前記回転方向の後尾側を形成する後尾側壁面が前記回転軸線に対して直交する方向に対して傾いている、付記１０又は付記１１のロータコア。
（付記１３）
　前記後尾側壁面の少なくとも一部は、凹状に湾曲している、付記１１又は付記１２のロータコア。
（付記１４）
　前記断面において、前記開口の周方向の長さは、前記穴の前記永久磁石によって占められる領域の、前記永久磁石の磁化方向の長さよりも長い、付記１０～付記１３のいずれか１項のロータコア。
（付記１５）
　前記断面において、全ての前記穴の前記第１端部が開口している、付記１０～付記１４のいずれか１項のロータコア。
（付記１６）
　前記断面において、少なくとも１つの前記穴は、前記第２端部は開口していない、付記１０～付記１５のいずれか１項のロータコア。
（付記１７）
　前記断面において、全ての前記穴の前記第２端部が開口していない、付記１０～付記１６のいずれか１項のロータコア。
（付記１８）
　付記１０～付記１７のいずれか１項のいずれか１項のロータコアと、
　前記永久磁石と、
を備えるロータ。
（付記１９）
　付記１８のロータと、
　ステータと、を備える、回転電機。
　なお、２０２１年３月３１日に出願された日本国特許出願２０２１－０６０５９６号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
　本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (10)

  1. 　永久磁石が設置される複数の穴を備え、
    　回転の中心となる回転軸線に対して垂直な断面において、前記複数の穴の少なくとも１つは、前記永久磁石の磁化方向に対して左右両側の方向である左右方向における回転方向の先頭側に位置する第１端部と、前記左右方向における前記回転方向の後尾側に位置する第２端部と、を含み、
    　前記第１端部は、外周面に開口し、前記開口の周方向の長さが前記第２端部の周方向の長さよりも長く、
    　前記断面において、前記第１端部が開口している前記穴は、幅方向の長さが前記永久磁石の磁化方向の長さに対応する長さと同等である内側空間と、前記内側空間に連通し、前記第１端部を前記穴の前記左右方向の端部の１つとして有し、且つ、前記内側空間よりも幅広な第１外側空間と、を有し、
    　前記第１端部は、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の周方向の中心位置に対して、回転方向の後尾側に偏るように配置されている、ロータコア。
  2. 　前記断面において、前記内側空間の後尾側端点外挿位置から、前記第１端部の端点のうち、回転方向の後尾側における端点までの、回転方向の後尾側に向かう方向における周方向の長さは、前記内側空間の幅方向の長さ以上であり、
    　前記内側空間の後尾側端点外挿位置は、前記断面において、前記第１外側空間と連通する位置での前記内側空間の後尾側における端点から前記ロータコアの半径方向に沿って延びる直線と、前記第１端部との交点の位置である、請求項１に記載のロータコア。
  3. 　前記穴を構成する穴壁面において、前記第１外側空間の前記回転方向の後尾側を形成する後尾側壁面が前記回転軸線に対して直交する方向に対して傾いている、請求項１又は請求項２に記載のロータコア。
  4. 　前記後尾側壁面の少なくとも一部は、凹状に湾曲している、請求項３に記載のロータコア。
  5. 　前記断面において、前記開口の周方向の長さは、前記穴の前記永久磁石によって占められる領域の、前記永久磁石の磁化方向の長さよりも長い、請求項１～請求項４のいずれか１項に記載のロータコア。
  6. 　前記断面において、全ての前記穴の前記第１端部が開口している、請求項１～請求項５のいずれか１項に記載のロータコア。
  7. 　前記断面において、少なくとも１つの前記穴は、前記第２端部は開口していない、請求項１～請求項６のいずれか１項に記載のロータコア。
  8. 　前記断面において、全ての前記穴の前記第２端部が開口していない、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のロータコア。
  9. 　請求項１～請求項８のいずれか１項のいずれか１項に記載のロータコアと、
    　前記永久磁石と、
    を備えるロータ。
  10. 　請求項９に記載のロータと、
    　ステータと、を備える、回転電機。
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