WO2010058609A1

WO2010058609A1 - 電動機の回転子及び電動機及び送風機及び圧縮機

Info

Publication number: WO2010058609A1
Application number: PCT/JP2009/051639
Authority: WO
Inventors: 浩二矢部; 勇人吉野; 和彦馬場
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2009-01-30
Publication date: 2010-05-27
Anticipated expiration: 2011-05-19
Also published as: CN102171909A; US8525381B2; EP2348613A4; JPWO2010058609A1; EP2348613A1; CN102171909B; JP5121939B2; EP2348613B1; US20110193439A1

Abstract

　永久磁石を効率よく配置できる電動機の回転子を提供する。この発明に係る電動機の回転子１００は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を、所定の枚数積層することにより構成される回転子鉄心１と、回転子鉄心１に設けられる複数の磁石挿入穴２と、磁石挿入穴２に挿入され、横断面が長辺と短辺とで構成される平板状の永久磁石４と、永久磁石４の長辺と短辺との交点のうちの、少なくとも回転子鉄心１の外周縁部近傍の交点の部分に面取り部４ａを形成したものである。

Description

電動機の回転子及び電動機及び送風機及び圧縮機

　この発明は、永久磁石埋込型の電動機の回転子に関する。具体的には、永久磁石の形状に関するものである。また、その電動機の回転子を用いる電動機及び送風機及び圧縮機に関する。

　従来、磁石を多く使用して高トルク化を図りながらも、部品点数を低減することができるとともに漏れ磁束を低減することができる埋込磁石型モータを提供することを目的として、軸方向に貫通する収容孔が周方向に複数形成されたロータコアを有し、磁極数がＰ極となるように収容孔内に磁石が配設されたロータを備えた埋込磁石型モータであって、収容孔は、略径方向に延びる径方向収容孔と、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔とが、それぞれＰ／２個形成されてなるとともにそれらが周方向に交互に形成されてなり、磁石は、径方向収容孔内に配設されるとともに、Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部内にそれぞれ配設され、径方向収容孔内に配設される磁石と、その周方向の一方に隣り合う磁石収容部内に配設される磁石とで１つの磁極が構成されるとともに、径方向収容孔内に配設される磁石と、その周方向の他方に隣り合う磁石収容部内に配設される磁石とで異なる１つの磁極が構成された埋込磁石型モータが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－１５１３７２号公報

　しかしながら、上記特許文献１の埋込磁石型モータは、回転子からの磁力をできるだけ大きくするために、磁石が配設される収容孔が、略径方向に延びる径方向収容孔と、径方向外側に凸となる略Ｖ字形状のＶ字収容孔とが、それぞれＰ／２個形成されてなるとともにそれらが周方向に交互に形成されてなり、磁石は、径方向収容孔内に配設されるとともに、Ｖ字収容孔のＶ字を形成する各直線に対応した各磁石収容部内にそれぞれ配設される構成であるので、部品点数が多く、生産性が悪化する課題があった。

　この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、永久磁石を効率よく配置できる電動機の回転子及び電動機及び送風機及び圧縮機を提供することを目的とする。

　この発明に係る電動機の回転子は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を、所定の枚数積層することにより構成される回転子鉄心と、
　回転子鉄心に設けられる複数の磁石挿入穴と、
　磁石挿入穴に挿入され、横断面が長辺と短辺とで構成される平板状の永久磁石と、
　永久磁石の長辺と短辺との交点のうちの、少なくとも回転子鉄心の外周縁部近傍の交点の部分に面取り部を形成したものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、１磁極に一枚の永久磁石を用いるものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を、所定の枚数積層することにより構成される回転子鉄心と、
　回転子鉄心に設けられる複数のＶ字形状の磁石挿入穴と、
　磁石挿入穴に挿入され、横断面が長辺と短辺とで構成される平板状の永久磁石と、
　永久磁石の長辺と短辺との交点のうちの、少なくとも回転子鉄心の外周縁部近傍の交点の部分に面取り部を形成したものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、１磁極に二枚の永久磁石を用いるものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、磁石挿入穴の永久磁石の回転子鉄心の外周縁部側の端部に空隙が形成されるように、磁石挿入穴に永久磁石が挿入されるものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、空隙を回転子鉄心の外周縁部近傍の面取り部近傍に形成したものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、回転子鉄心と空隙との間に、所定の径方向寸法の薄肉部が形成されるものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、回転子鉄心の外周縁部近傍の永久磁石の長辺と短辺との両交点に面取り部を形成する場合に、磁石挿入穴の空隙以外の永久磁石の面取り部に臨む箇所を面取り部に合わせた形状とするものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、一つのＶ字形状の磁石挿入穴を、その中央部で分割し、分割した夫々の磁石挿入穴の間に連結部を形成するものである。

　また、この発明に係る電動機の回転子は、永久磁石を希土類磁石で構成するものである。

　この発明に係る電動機は、上記電動機の回転子を備えたものである。

　この発明に係る送風機は、上記電動機を備えたものである。

　この発明に係る圧縮機は、上記電動機を備えたものである。

　この発明に係る電動機の回転子は、永久磁石の長辺と短辺との交点のうちの、少なくとも回転子鉄心の外周縁部近傍の交点の部分に面取り部を形成したことにより、回転子に効率よく永久磁石を挿入可能であり、回転子の磁力を向上することが可能である。

　実施の形態１．
　本実施の形態を説明する前に、一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００について説明する。

　図１乃至図４は一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００を示す図で、図１は回転子１００の横断面図、図２は回転子鉄心１の部分横断面図（回転子鉄心１の約１／４を示している）、図３は回転子１００の部分横断面図、図４は永久磁石４の周方向の長さが最大の回転子１００の部分横断面図である。

　図１に示す一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００は、４極のものである。回転子１００は、円筒状で中央部に軸孔５を有する回転子鉄心１、平板状の永久磁石４、図示しない永久磁石４の抜け止め用の端板等で構成される。永久磁石４を挿入した回転子鉄心１の軸方向両端に端板を配置し、全体を例えばリベット等により固定する。

　円筒状の回転子鉄心１は、厚さ０．２～０．５ｍｍ程度の薄い電磁鋼板を一枚一枚所定の形状に打ち抜いて、所定の枚数を積層することで構成される。

　円筒状の回転子鉄心１は、以下に示す要素を備える。
（１）回転子鉄心１の外周縁に沿って周方向に略等間隔に配置され、横断面の形状が略長方形の４個の磁石挿入穴２；
（２）回転子鉄心１の中心部に設けられる円形の軸孔５；
（３）図示しないリベット孔、風穴等。

　磁石挿入穴２は、図２にも示すように、磁石挿入穴２の周方向の両端は、磁石挿入穴２に永久磁石４を挿入したときに空隙２ｂができるように、その両端の外周側の角部を拡大した形状になっている。空隙２ｂは、永久磁石４自身の周方向端部での磁束漏れを抑制するために必要である。

　即ち、磁石挿入穴２の周方向の両端の外周側の角部を拡大した部分の端部２ａが、回転子鉄心１の外周縁との間に、略一定の径方向寸法の薄肉部３を周方向に所定長さに亘って形成している（図２も参照）。

　図１に示すように、永久磁石４の周方向の長さをＬ１とする。永久磁石４の着磁方向は、永久磁石４の周方向に直角な径方向である。

　図２に示すように、磁石挿入穴２は、回転子鉄心１の外周縁部に沿って周方向に形成されている。磁石挿入穴２の永久磁石４が挿入される部分の周方向長さをＬ２とする。

　磁石挿入穴２の永久磁石４が挿入される部分の周方向長さＬ２は、永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入するために永久磁石４の周方向の長さＬ１よりも若干長くしている。

　永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入した状態の部分拡大図が図３であり、図３に示すように、永久磁石４の周方向端部の外周側の角部と、磁石挿入穴２の周方向の両端の角部を拡大した部分の端部２ａとの間には、空隙２ｂの空間が存在する。

　永久磁石埋込型電動機の効率や最大トルクを向上するには、永久磁石４の磁力を大きくするのが有効である。

　永久磁石４の磁力を大きくする方法の一つとして、永久磁石４の周方向の長さＬ１を長くする方法がある。

　図３に示すように、永久磁石４の周方向端部の外周側の角部と、磁石挿入穴２の周方向の両端の角部を拡大した部分の端部２ａとの間には、まだ空隙２ｂの空間が存在するので、磁石挿入穴２の永久磁石４が挿入される部分の周方向長さＬ２（図２参照）を長くすれば永久磁石４の周方向の長さＬ１を長くすることができる。

　但し、永久磁石４の周方向の長さＬ１を長くする場合、磁石挿入穴２の周方向の両端の外周側の角部を拡大した部分の端部２ａは移動できないので、永久磁石４の周方向端部が磁石挿入穴２の端部２ａに当接するまでの長さ（図４のＬ１ｍａｘ）が限度である。

　この最大寸法Ｌ１ｍａｘの永久磁石４以上に磁力を向上させるためには、永久磁石４をＶ字配置など分割する方法が用いられるが、部品点数の増加から生産性が悪化する。

　生産性を悪化させず磁力を大きくするには、一枚の永久磁石４の周方向の長さができるだけ大きくなるような形状にすればよい。

　本実施の形態は、上記の一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００での限度を超えて、永久磁石４の周方向の長さＬ１を長くする方法について述べるものである。

　図５乃至図１１は実施の形態１を示す図で、図５は永久磁石埋込型電動機の回転子１００の横断面図、図６は回転子鉄心１の部分横断面図、図７は回転子１００の部分横断面図、図８は図７のＡ部拡大図、図９は変形例１の回転子１００の横断面図、図１０は変形例１の回転子１００の部分横断面図、図１１は変形例２の回転子１００の部分横断面図である。

　図５、図７、図８に示すように、本実施の形態の永久磁石埋込型電動機の回転子１００は、図１に示す一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００とは、永久磁石４の形状が異なる。

　本実施の形態の永久磁石４が、一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００の永久磁石４と異なる点は以下のとおりである。
（１）永久磁石４の周方向長さＬ０１が、一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００の永久磁石４の最大の周方向長さＬ１ｍａｘ（図４参照）よりも長い。
（２）Ｌ０１＞Ｌ１ｍａｘを可能にするのは、永久磁石４の周方向の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを設けているからである。尚、図５では、面取り部４ａの符号は一部のものに付し、他は省略している。

　周方向長さがＬ０１の永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入できるようにするため、図６に示すように、磁石挿入穴２の永久磁石４が挿入される部分の周方向長さＬ０２も、図２に示す一般的な回転子鉄心１のＬ２よりも長くしている。

　永久磁石４の周方向長さＬ０１が、一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００の永久磁石４の最大の周方向長さＬ１ｍａｘ（図４参照）よりも長いが、どの程度長いかを図８を参照しながら説明する。

　図８に示すように、永久磁石４の周方向端部が磁石挿入穴２の端部２ａに当接する図４の永久磁石４の周方向長さＬ１ｍａｘよりも、片側でΔＬだけ永久磁石４の周方向の端部の外周側の角部を面取りすることにより永久磁石４の周方向長さが長くなる。両側では、２ΔＬ大きくなるので、Ｌ０１とＬ１ｍａｘとの関係は、下記（１）式のように表わすことができる。
　Ｌ０１＝Ｌ１ｍａｘ＋２ΔＬ　　　　　　　　（１）

　このように、永久磁石４の周方向の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを設けることにより一般的な形状の永久磁石４より永久磁石４の周方向長さを大きくすることができる。その結果、永久磁石４の磁力が向上し、永久磁石埋込型電動機の高効率化が可能となる。

　永久磁石４は、図では（例えば図７）磁石挿入穴２に周方向及び径方向に隙間なく収納されているように図示しているが、実際は磁石挿入穴２と永久磁石４との間には、永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入可能とするために、周方向及び径方向に所定の寸法の隙間がある。そのため、永久磁石４は、磁石挿入穴２でその隙間の分だけ移動が可能である。

　そこで、永久磁石４の面取り部４ａの面取り形状は、永久磁石４が磁石挿入穴２の中で、磁石挿入穴２と永久磁石４との間の隙間の範囲でどの位置にあっても、薄肉部３（磁石挿入穴２の端部２ａ）に接触しない形状にするのが好ましい。

　回転子１００が回転する時、永久磁石４が磁石挿入穴２内にて移動し、薄肉部３に接触すると薄肉部３が破断する危険性があるが、永久磁石４の面取り部４ａの形状を薄肉部３と接触しない形状にすることにより、永久磁石４が薄肉部３に接触し、薄肉部３が破断する危険性を少なくすることができる。

　永久磁石４の面取り部４ａの形状は、直線、円弧等どのような形状でもよい。

　本実施の形態は、単に永久磁石４を面取りしたのみではない。永久磁石４の周方向の長さを長くした場合、永久磁石４を面取りしない形状では、永久磁石４と回転子鉄心１の薄肉部３が接触するため、その接触する部分を面取りし、磁石挿入穴２に挿入可能な永久磁石４の形状とすることを特徴としている。

　別の表現をすれば、図８に示す永久磁石４の長辺４ｂと短辺４ｃの延長線上の交点Ｂが、永久磁石４の端部の空隙２ｂ内にはなく、回転子鉄心１の薄肉部３又はそれよりも径方向外側に存在する時、その部分の永久磁石４の外周側の角部を面取りして面取り部４ａを設け、回転子鉄心１の薄肉部３と接触しない形状としたことを特徴としている。

　また、永久磁石４の減磁は、永久磁石４の周方向端部から発生していくため、永久磁石４の外周側の角部を面取りして面取り部４ａを設けことにより、減磁する部分を少なくしているため、永久磁石４の減磁耐力も向上する。

　図９は変形例１の回転子１００の横断面図、図１０は変形例１の回転子１００の部分横断面図である。図９、図１０に示すように、永久磁石４は四つの角部を略同形状にて面取りして、四つの角部に面取り部４ａを設けた形状である。

　図５、図７に示す永久磁石４は、同図において横断面形状が左右は対称形であるが、上下は対称形ではない。生産時に永久磁石４を挿入する向きを間違えると磁石挿入穴２に挿入できないため、生産性が悪化する。

　図９、図１０に示す永久磁石４は、横断面形状が左右・上下に対称形である。従って、永久磁石４を挿入する向きに制限がなく、生産性が向上する。

　また、図示は省略しているが、磁石挿入穴２の詳細な形状は、永久磁石４の角部に対応し磁石挿入穴２には若干のくぼみを設け、永久磁石４の角部が当たらないような形状にしている。全ての角部を面取りすることにより、磁石挿入穴２に永久磁石４の角部に対応したくぼみ（逃がし）が不要になる。それにより、金型の形状が簡素になるとともに、金型の費用を削減できる。

　図１１は変形例２の回転子１００の部分横断面図である。図１１に示すように、磁石挿入穴２の永久磁石４の内側の面取り部４ａに対応する箇所を、永久磁石４の面取り部４ａに合わせた形状とし、面取り部２ｃとする。

　図９、図１０に示す変形例１の回転子１００は、永久磁石４の四つの角部を略同形状にて面取りして、四つの角部に面取り部４ａを設けた形状であるので、磁石挿入穴２と永久磁石４との間に空隙２ｄが存在する。

　磁石挿入穴２の永久磁石４の内側の面取り部４ａに対応する箇所を、永久磁石４の面取り部４ａに合わせた形状とし、面取り部２ｃとすることにより、空隙２ｄが小さくなるため、永久磁石４の磁路のパーミアンス（磁気抵抗の逆数）が向上し、永久磁石４の磁力、減磁耐力が向上する。

　磁石挿入穴２の面取り部２ｃの形状は、永久磁石４の角部の面取り部４ａの形状と合わせて形成するのが好ましいが、永久磁石４の四つの角部を略同形状にて面取りして、四つの角部に面取り部４ａを設けたことにより発生した空隙２ｄを、小さくするものであればよく、直線以外に丸取り等の形状でも同様の効果を奏する。

　通常永久磁石４は小さな面取りはされている場合もあるが、本実施の形態は、永久磁石４を面取りしない形状の場合に、永久磁石４と回転子鉄心１の薄肉部３が接触する時、永久磁石４が回転子鉄心１の薄肉部３と接触しないよう面取りすることを特徴としている。

　永久磁石４を面取りしなくても、永久磁石４と回転子鉄心１の薄肉部３が接触しない形状で、永久磁石４を面取りするものとは、本実施の形態は異なる。

　磁石挿入穴２の周方向の両端は、磁石挿入穴２に永久磁石４を挿入したときに空隙２ｂができるように、その両端の外周側の角部を拡大した形状になっている。空隙２ｂの形状は、図５乃至図１１に示す形状に限定されず、どのような形状でもよい。

　空隙２ｂの形状がどのような形状であっても、永久磁石４を面取りしない形状で回転子鉄心１の薄肉部３に永久磁石４が接触する時、その接触する永久磁石４の角部を回転子鉄心１の薄肉部３に接触しないような面取り部４ａであれば効果を奏することができる。

　また、永久磁石４の面取り部４ａの形状は、直線でなくてもよく、丸取り（円弧）等でもよい。要するに、回転子鉄心１の薄肉部３と接触しないように永久磁石４の角部を形成すれば効果を奏する。

　実施の形態２．
　図１２乃至図２１は実施の形態２を示す図で、図１２は回転子鉄心１の部分横断面図、図１３は回転子１００の部分横断面図、図１４は図１３のＤ部拡大図、図１５は変形例１の回転子１００の部分横断面図、図１６は図１５のＥ部拡大図、図１７は変形例２の回転子１００の部分横断面図、図１８は変形例３の回転子１００の部分横断面図、図１９は変形例４の回転子鉄心１の部分横断面図、図２０は変形例４の回転子１００の部分横断面図、図２１は図２０のＨ部拡大図である。

　以下、実施の形態２について図面を参照しながら説明するが、実施の形態１と重複する部分は説明を省略する。

　図１２に示すように、本実施の形態の回転子鉄心１は、Ｖ字形状の磁石挿入穴２を備える。Ｖ字形状の磁石挿入穴２は、回転子鉄心１の内側（軸孔５側）に凸になっている。磁石挿入穴２がＶ字形状になる点だけが、図６に示す実施の形態１の回転子鉄心１と異なり、その他は同じである。

　図１３は回転子１００の１磁極を示しているが、Ｖ字形状の磁石挿入穴２に二枚の永久磁石４が挿入される。同図に示すように、二枚の永久磁石４で１磁極を構成するように、二枚の永久磁石４は着磁される。

　二枚の永久磁石４の形状は、磁極中心に対して対称形状である。二枚の永久磁石４は、磁極中心側の端部は、角部の面取りはされていない。二枚の永久磁石４の空隙２ｂ側の端部は、外周側の角部が面取りされ、面取り部４ａを形成している。

　二枚の永久磁石４は、空隙２ｂ側の端部の外周側の角部が面取りされない場合は、図１４に示すように、永久磁石４の長辺４ｂと短辺４ｃとの交点Ｄが、永久磁石４の端部の空隙２ｂ内にはなく、回転子鉄心１の薄肉部３又はそれよりも径方向外側に位置するような大きさのものである。

　そのような形状の永久磁石４の空隙２ｂ側の端部の外周側の角部を面取りすることにより、面取り部４ａが空隙２ｂ内に位置し、二枚の永久磁石４をＶ字形状の磁石挿入穴２に挿入した場合に、二枚の永久磁石４は薄肉部３に接触しない構成になっている。

　尚、二枚の永久磁石４は、夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部が、略磁極中心において接触している。夫々の磁極中心側の端部の反外周側（軸孔５側）の角部は、接触していない。

　回転子鉄心１のＶ字形状の磁石挿入穴２に、二枚の永久磁石４をＶ字形状に配置することにより、一枚の永久磁石４を回転子鉄心１の１磁極に配置する場合（例えば、図５、図７）よりも、１磁極の永久磁石４が大きくなるため、回転子１００の磁力が向上する。

　実施の形態１で示したように、回転子１００の磁力を向上するためには、永久磁石４の周方向（長辺４ｂ）の長さを大きくすることが必要である。

　永久磁石４の長辺４ｂと短辺４ｃとの交点Ｄ（図１４）が、永久磁石４の端部の空隙２ｂ内になく、回転子鉄心１の薄肉部３又はそれよりも径方向外側に位置するような大きさとすると、二枚の永久磁石４をＶ字形状の磁石挿入穴２に挿入できない。

　そこで、二枚の永久磁石４の空隙２ｂ側の端部の外周側の角部を面取りすることにより、面取り部４ａが空隙２ｂ内に入り、二枚の永久磁石４をＶ字形状の磁石挿入穴２に挿入した場合に、二枚の永久磁石４は薄肉部３に接触しない形状とすることにより、従来の単にＶ字形状に二枚の永久磁石４を配置するものより、永久磁石４の幅を大きくすることができ、回転子１００の磁力を向上することができる。その結果、永久磁石埋込型電動機の高効率化が可能となる。

　永久磁石４は、図１３では、磁石挿入穴２に周方向及び径方向に隙間なく収納されているように図示しているが、実際は磁石挿入穴２と永久磁石４との間には、永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入可能とするために、周方向及び径方向に所定の寸法の隙間がある。そのため、永久磁石４は、磁石挿入穴２でその隙間の分だけ移動が可能である。

　本実施の形態は、単に永久磁石４を面取りしたのみではない。永久磁石４の周方向の長さ（長辺４ｂ）を長くした場合、永久磁石４を面取りしない形状では、永久磁石４と回転子鉄心１の薄肉部３が接触するため、その接触する部分を面取りし、磁石挿入穴２に挿入可能な永久磁石４の形状とすることを特徴としている。

　別の表現をすれば、図１４に示す永久磁石４の長辺４ｂと短辺４ｃの延長線上の交点Ｄが、永久磁石４の端部の空隙２ｂ内にはなく、回転子鉄心１の薄肉部３又はそれよりも径方向外側に存在する時、その部分の永久磁石４の外周側の角部を面取りして面取り部４ａを設け、回転子鉄心１の薄肉部３と接触しない形状としたことを特徴としている。

　図１５に示す変形例１の回転子１００は、二つの永久磁石４の夫々の磁極中心側端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成している。

　従って、二つの永久磁石４は、夫々空隙２ｂ側の端部の外周側の角部及び磁極中心側端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成している。

　図１３に示す回転子１００は、二枚の永久磁石４が、夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部が、略磁極中心において接触しているため、このままでは永久磁石４の周方向長さ（長辺４ｂ）を長くすることができない。

　しかし、図１５に示すように、二枚の永久磁石４の夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成することにより、永久磁石４の周方向長さ（長辺４ｂ）を長くすることができる。

　図１６は、二枚の永久磁石４の夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成することにより、どの程度永久磁石４の周方向長さ（長辺４ｂ）を長くすることができるかを示したものである。

　図１６の破線で表す部分は、二枚の永久磁石４の夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成する前の二枚の永久磁石４の夫々の磁極中心側の端部を示している。そして、この場合は、二枚の永久磁石４は、点Ｆで接触する。

　二枚の永久磁石４の夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成する場合は、二枚の永久磁石４の接触する点は、点Ｇに移動する。

　そして、夫々の永久磁石４は、夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成することにより、面取り部４ａを形成しない場合よりも、永久磁石４の周方向長さ（長辺４ｂ）がΔＬ１だけ短くなる。

　また、二枚の永久磁石４の夫々の磁極中心側の端部の外周側の角部を面取りして、面取り部４ａを形成することにより、永久磁石４の軸方向の向きを逆に挿入することもできるので、永久磁石４の磁石挿入穴２への挿入する作業が容易になり、生産性が向上する。

　図１７に示す変形例２の回転子１００は、永久磁石４の四つの角部を全て面取りして、略同形状の面取り部４ａを形成している。これにより、永久磁石４の向きを気にすることなく、永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入することができるので、生産性が向上する。

　また、図示は省略しているが、磁石挿入穴２の詳細な形状は、永久磁石４の角部に対応し磁石挿入穴２には若干のくぼみを設け、永久磁石４の角部が当たらないような形状にしている。永久磁石４の全ての角部を面取りすることにより、磁石挿入穴２に永久磁石４の角部に対応したくぼみ（逃がし）が不要になる。それにより、金型の形状が簡素になるとともに、金型の費用を削減できる。

　図１７に示す変形例１の回転子１００は、永久磁石４の四つの角部を略同形状にて面取りして、四つの角部に面取り部４ａを設けた形状であるので、磁石挿入穴２と永久磁石４との間に、磁石挿入穴２の薄肉部３側の端部に空隙２ｄが存在する。

　図１８に示すように、磁石挿入穴２の永久磁石４の内側の面取り部４ａに対応する、磁石挿入穴２の薄肉部３側の端部に空隙２ｄの部分を、永久磁石４の面取り部４ａに合わせた形状とし、面取り部２ｃとする。それにより、空隙２ｄが小さくなるため、永久磁石４の磁路のパーミアンス（磁気抵抗の逆数）が向上し、永久磁石４の磁力、減磁耐力が向上する。

　図１９に示す回転子鉄心１は、Ｖ字形状の磁石挿入穴２が二つに分割されている。二つの磁石挿入穴２の間に、連結部６が存在する。

　二つの磁石挿入穴２の磁極中心側端部２ｅは、連結部６を間にして、平行に対向している。そして、磁極中心側端部２ｅの内側に面取り部２ｃが連なる。

　二つの磁石挿入穴２は、薄肉部３側の端部２ａの内側に、面取り部２ｃが連なる。

　図２０に示すように、四つの角部を面取りして、面取り部４ａが形成された二つの永久磁石４を、二つの磁石挿入穴２に挿入する。

　連結部６は、遠心力や電磁力に対する回転子１００の強度向上や、運転中に永久磁石４が移動し、永久磁石４同士が接触することによる破損を防ぐ目的で設ける。

　図２０に示すように、連結部６が二つの磁石挿入穴２の間に存在しても、永久磁石４の面取りを行うことにより、永久磁石４の周方向（長辺４ｂ）の長さを拡大することが可能であり、磁力を向上ができるため、永久磁石埋込型電動機の効率の向上が可能である。

　図２１は図２０のＨ部の拡大図であるが、解りやすくするために、連結部６を間にして平行に対向している二つの磁石挿入穴２の磁極中心側端部２ｅに連なる面取り部２ｃは、省略している。

　そして、永久磁石４の連結部６側端部の面取り部４ａも、外周側のみとしている。二つの磁石挿入穴２の間に連結部６を設けるときに、永久磁石４の周方向（長辺４ｂ）の長さの拡大に関係するのは、連結部６側端部の外周側の面取り部４ａであるからである。

　図２１に示すように、永久磁石４の連結部６側端部を面取りしない場合は、永久磁石４の連結部６側端部は破線の位置になる。それに対し、永久磁石４の連結部６側端部の外周側に面取り部４ａを形成すると、永久磁石４の周方向（長辺４ｂ）の長さを、ΔＬ２だけ拡大できる。

　図２０に示す磁石挿入穴２の面取り部２ｃの形状は、永久磁石４の角部の面取り部４ａの形状と合わせて形成するのが好ましいが、永久磁石４の四つの角部を略同形状にて面取りして、四つの角部に面取り部４ａを設けたことにより発生した空隙２ｄを、小さくするものであればよく、直線以外に丸取り等の形状でも同様の効果を奏する。

　磁石挿入穴２の周方向の両端は、磁石挿入穴２に永久磁石４を挿入したときに空隙２ｂができるように、その両端の外周側の角部を拡大した形状になっている。空隙２ｂの形状は、図１３等に示す形状に限定されず、どのような形状でもよい。

　また、永久磁石４の面取り部４ａの形状は直線でなくてもよく、丸取り等回転子鉄心１の薄肉部３と接触しないように永久磁石４の角部を形成すれば効果を奏することができる。

　以上のように、回転子鉄心１のＶ字形状の磁石挿入穴２に、二枚の永久磁石４をＶ字形状に配置することにより、一枚の永久磁石４を回転子鉄心１の１磁極に配置する場合よりも、１磁極の永久磁石４が大きくなるため、回転子１００の磁力が向上する。

　また、二枚の永久磁石４の空隙２ｂ側の端部の外周側の角部を面取りすることにより、面取り部４ａが空隙２ｂ内に入り、二枚の永久磁石４をＶ字形状の磁石挿入穴２に挿入した場合に、二枚の永久磁石４は薄肉部３に接触しない形状とすることにより、従来の単にＶ字形状に二枚の永久磁石４を配置するものより、永久磁石４の幅を大きくすることができ、回転子１００の磁力を向上することができる。その結果、永久磁石埋込型電動機の高効率化が可能となる。

　また、回転子１００が回転する時、永久磁石４が磁石挿入穴２内にて移動し、薄肉部３に接触すると薄肉部３が破断する危険性があるが、永久磁石４の面取り部４ａの形状を薄肉部３と接触しない形状にすることにより、永久磁石４が薄肉部３に接触し、薄肉部３が破断する危険性を少なくすることができる。

　また、永久磁石４の四つの角部を全て面取りして、略同形状の面取り部４ａを形成することにより、永久磁石４の向きを気にすることなく、永久磁石４を磁石挿入穴２に挿入することができるので、生産性が向上する。

　また、磁石挿入穴２の詳細な形状は、永久磁石４の角部に対応し磁石挿入穴２には若干のくぼみを設け、永久磁石４の角部が当たらないような形状にしているが、永久磁石４の全ての角部を面取りすることにより、磁石挿入穴２に永久磁石４の角部に対応したくぼみ（逃がし）が不要になる。それにより、金型の形状が簡素になるとともに、金型の費用を削減できる。

　また、磁石挿入穴２の永久磁石４の内側の面取り部４ａに対応する、磁石挿入穴２の薄肉部３側の端部に空隙２ｄの部分を、永久磁石４の面取り部４ａに合わせた形状とし、面取り部２ｃとすることにより、空隙２ｄが小さくなるため、永久磁石４の磁路のパーミアンス（磁気抵抗の逆数）が向上し、永久磁石４の磁力、減磁耐力が向上する。

　また、二つの磁石挿入穴２の間に連結部６を設け、Ｖ字形状の磁石挿入穴２を二つに分割することにより、遠心力や電磁力に対する回転子１００の強度が向上し、運転中に永久磁石４が移動し、永久磁石４同士が接触することによる破損を防ぐことができる。

　図２０に示すように、連結部６が二つの磁石挿入穴２の間に存在しても、永久磁石４の面取りを行うことにより、永久磁石４の周方向（長辺４ｂ）の長さを拡大することが可能であり、磁力を向上できるため、永久磁石埋込型電動機の効率の向上が可能である。

　実施の形態３．
　実施の形態１又は実施の形態２の回転子１００を電動機（例えば、永久磁石埋込型電動機）に用いることにより、高効率で低コストな電動機を得ることができる。

　また、永久磁石４に焼結希土類磁石を使用する時、生産コストが安い長方形を用いることが多い。そのため、永久磁石４の形状の自由度が少ないが、実施の形態１又は実施の形態２に示す形状は、永久磁石４の面取り部４ａを追加するのみであるため、加工費の増加が少ない。

　または、永久磁石４が通常の長方形の形状であっても、若干の面取りをすることがあるため、面取り部４ａを設ける形状としても加工費の増加が少ない場合もある。そのため、永久磁石４に面取り部４ａを設けても、増加が少なく、又は生産コストが増加することなく生産が可能である。

　そのため、永久磁石４に焼結希土類磁石を使用し、永久磁石４が長方形の形状であっても、実施の形態１又は実施の形態２に示す形状を用いることにより、生産コストをできるだけ抑え、永久磁石４を大きくすることが可能であり、低コスト、高磁力な回転子１００を構成することができる。

　また、実施の形態１又は実施の形態２に示す回転子１００を用いた電動機（例えば、永久磁石埋込型電動機）は、回転子１００の磁力が向上するため、高効率化が可能となり、損失が小さくなる。損失が小さくなることにより、電動機からの発熱が小さくなるため、経年変化が小さくなり、長寿命な電動機が得られる。

　また、実施の形態１又は実施の形態２に示す回転子１００を用いた電動機（例えば、永久磁石埋込型電動機）を、冷凍サイクル装置等の圧縮機、空気調和機等の送風機に搭載することにより、高効率で低コスト、長寿命な圧縮機、送風機が得られる。

一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００を示す図で、回転子１００の横断面図。一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００を示す図で、回転子鉄心１の部分横断面図（回転子鉄心１の約１／４を示している）。一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００を示す図で、回転子１００の部分横断面図。一般的な永久磁石埋込型電動機の回転子１００を示す図で、永久磁石４の周方向の長さが最大の回転子１００の部分横断面図。実施の形態１を示す図で、永久磁石埋込型電動機の回転子１００の横断面図。実施の形態１を示す図で、回転子鉄心１の部分横断面図。実施の形態１を示す図で、回転子１００の部分横断面図。実施の形態１を示す図で、図７のＡ部拡大図。実施の形態１を示す図で、変形例１の回転子１００の横断面図。実施の形態１を示す図で、変形例１の回転子１００の部分横断面図。実施の形態１を示す図で、変形例２の回転子１００の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、回転子鉄心１の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、回転子１００の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、図１３のＤ部拡大図。実施の形態２を示す図で、変形例１の回転子１００の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、図１５のＥ部拡大図。実施の形態２を示す図で、変形例２の回転子１００の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、変形例３の回転子１００の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、変形例４の回転子鉄心１の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、変形例４の回転子１００の部分横断面図。実施の形態２を示す図で、図２０のＨ部拡大図。

符号の説明

　１　回転子鉄心、２　磁石挿入穴、２ａ　端部、２ｂ　空隙、２ｃ　面取り部、２ｄ　空隙、２ｅ　磁極中心側端部、３　薄肉部、４　永久磁石、４ａ　面取り部、４ｂ　長辺、４ｃ　短辺、５　軸孔、６　連結部、１００　回転子。

Claims

　所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を、所定の枚数積層することにより構成される回転子鉄心と、
　前記回転子鉄心に設けられる複数の磁石挿入穴と、
　前記磁石挿入穴に挿入され、横断面が長辺と短辺とで構成される平板状の永久磁石と、
　前記永久磁石の前記長辺と前記短辺との交点のうちの、少なくとも前記回転子鉄心の外周縁部近傍の前記交点の部分に面取り部を形成したことを特徴とする電動機の回転子。
　１磁極に一枚の前記永久磁石を用いることを特徴とする請求項１記載の電動機の回転子。
　所定の形状に打ち抜いた電磁鋼板を、所定の枚数積層することにより構成される回転子鉄心と、
　前記回転子鉄心に設けられる複数のＶ字形状の磁石挿入穴と、
　前記磁石挿入穴に挿入され、横断面が長辺と短辺とで構成される平板状の永久磁石と、
　前記永久磁石の前記長辺と前記短辺との交点のうちの、少なくとも前記回転子鉄心の外周縁部近傍の前記交点の部分に面取り部を形成したことを特徴とする電動機の回転子。
　１磁極に二枚の前記永久磁石を用いることを特徴とする請求項３記載の電動機の回転子。
　前記磁石挿入穴の前記永久磁石の前記回転子鉄心の外周縁部側の端部に空隙が形成されるように、前記磁石挿入穴に前記永久磁石が挿入されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の電動機の回転子。
　前記空隙は、前記回転子鉄心の外周縁部近傍の前記面取り部近傍に形成したことを特徴とする請求項５記載の電動機の回転子。
　前記回転子鉄心と前記空隙との間に、所定の径方向寸法の薄肉部が形成されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載の電動機の回転子。
　前記回転子鉄心の外周縁部近傍の前記永久磁石の前記長辺と前記短辺との両交点に前記面取り部を形成する場合に、前記磁石挿入穴の前記空隙以外の前記永久磁石の前記面取り部に臨む箇所を前記面取り部に合わせた形状とすることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の電動機の回転子。
　一つの前記Ｖ字形状の磁石挿入穴を、その中央部で分割し、分割した夫々の磁石挿入穴の間に連結部を形成することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の電動機の回転子。
　前記永久磁石を希土類磁石で構成することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の電動機の回転子。
　請求項１乃至１０のいずれかに記載の電動機の回転子を備えたことを特徴とする電動機。
　請求項１１に記載の電動機を備えたことを特徴とする送風機。
　請求項１１に記載の電動機を備えたことを特徴とする圧縮機。