JP2017192190A - 永久磁石モータ、及びそれを用いた圧縮機、空気調和機 - Google Patents

Abstract

【課題】高効率かつ高出力なコンシクエントポール形の永久磁石モータ、およびそれを用いた圧縮機、空気調和機を提供する。【解決手段】固定子鉄心に形成された複数のスロット内に電機子巻線が施された固定子と、回転子鉄心の中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子とを備え、回転子は、永久磁石の磁束軸をｄ軸とし、ｄ軸から電気角で９０度ずれた軸をｑ軸として、回転子鉄心の外周面のｑ軸側の一部であるｑ軸側切断部分が切断されており、永久磁石が有る極と無い極との間の放射状の境界線から永久磁石が有る極側のｑ軸側切断部分の断面積であるカット断面積Ｓｑｅと、永久磁石が無い極側のｑ軸側切断部分の断面積であるカット断面積Ｓｑｐとの関係がＳｑｅ＜Ｓｑｐである。【選択図】 図１

Description

本発明は、永久磁石モータ、及びそれを用いた圧縮機、空気調和機に関する。

空気調和機などに用いられる圧縮機駆動用モータは、冷媒を圧縮する運転条件に合わせ低速低トルク領域における高効率化と高速高トルクの出力とを両立するとともに、省スペース化のため小型化する必要がある。そのため、圧縮機駆動用モータには永久磁石モータが用いられ、永久磁石にはエネルギー密度の高い希土類永久磁石が用いられる。

希土類の永久磁石は、Ｎｄ（ネオジウム）のほか、Ｓｍ（サマリウム）、Ｄｙ（ディスプロシウム）、Ｔｂ（テルビウム）などの希少資源を含有している。これらの材料は貴重であることから、価格が高く変動も大きい。材料高騰のリスク低減やモータの低コスト化、また材料の採掘による環境保全のためにも、モータで使用される磁石量を削減することが望ましい。

永久磁石モータの磁石使用量を低減する構成のひとつとして、コンシクエントポール形の永久磁石モータが上げられる。コンシクエントポール形の永久磁石モータは、回転子に挿入される磁石枚数を極数の半分とし、永久磁石が極ピッチ毎に磁石が有る極と無い極とが交互に配置される回転子と、通常の固定子とで構成される。
コンシクエントポール形の永久磁石モータは、磁石が有る極と無い極とで回転子から出る磁束の分布が非対称となることから、誘導起電力波形も非対称となる。また、磁石が有る極と無い極とで回転子鉄心の磁気抵抗が異なることから、インダクタンスも非対称になる。

この非対称に対処する技術としては、例えば特許文献１がある。
特許文献１の要約書の解決手段には、「回転子２０に挿入される磁石枚数は極数の半分で構成され、かつ、極ピッチで磁石のある極とない極とが交互に配置され、磁石の磁極の向きは外周方向に全て同一であり、回転子２０の外形は極中心で最大、極間で最小となる略花丸形状であり、磁石挿入孔２３の端部には空気層で構成されるフラックスバリア部２３２が構成され、前記磁石挿入孔２３の開口角度θは極ピッチ（６０度）よりも広い角度である。」と記載され、コンシクエントポール形の永久磁石モータの非対称に対処する技術が開示されている。

すなわち、特許文献1では、磁石（永久磁石）がある極の磁石挿入孔の開度を、極ピッチよりも広くすることで、極間にブリッジがある構成となっている。このブリッジが磁気飽和することにより、極間の磁束を防止するとともに誘導起電力波形を正弦波化している。

特開２０１２−２４４７８３号公報

しかしながら、前記の特許文献1に開示された技術には、次のような課題がある。
ロータリ圧縮機やスクロール圧縮機に組み込まれる永久磁石モータは、高圧・高温という使用条件下に置かれるため回転子位置を検出する位置センサを備えていない。そのため、圧縮機駆動用モータはセンサレス制御により運転している。センサレス制御はモータの対称性を利用し、電気角を基準としたモータ定数を基に位置を推定している。モータ定数は主に、発電定数（誘導起電力に比例）、ｑ軸インダクタンスＬｑ、ｄ軸インダクタンスＬｄの３つである。そのためモータ定数を正しく入力しなければ、永久磁石モータは効率の悪い条件で運転され、最悪では脱調、停止する。

コンシクエントポール形の永久磁石モータは、永久磁石が有る極と無い極とでｑ軸インダクタンスＬｑの値が異なることに加え、永久磁石が有る極と磁石が無い極とで磁束の出方が異なることから、誘導起電力波形が非対称となる。すなわち、上述したモータの対称性が失われた状態となる。
さらに、回転子内の高磁気抵抗部である永久磁石枚数と磁石挿入孔とが１/２になるため、回転子内の磁気抵抗が低下する。この磁気抵抗の低下により、磁束が誘導されやすくなって、コンシクエントポール形の永久磁石モータのインダクタンスが増加し、回転子内で発生する短絡磁束が増加することで誘導起電力が低下するため、最大出力が低下する。これらの結果、効率および出力が低下するという課題がある。

本発明は、低コスト、高効率かつ高出力なコンシクエントポール形の永久磁石モータ、およびそれを用いた圧縮機、空気調和機を提供することを課題とする。

前記の課題を解決するために、以下のように構成した。
すなわち、本発明の永久磁石モータは、固定子鉄心に形成された複数のスロット内に電機子巻線が施された固定子と、回転子鉄心の中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子とを備え、前記回転子は、前記永久磁石の磁束軸をｄ軸とし、ｄ軸から電気角で９０度ずれた軸をｑ軸として、前記回転子鉄心の外周面のｑ軸側の一部であるｑ軸側切断部分が切断されており、前記永久磁石が有る極と無い極との間の放射状の境界線から永久磁石が有る極側の前記ｑ軸側切断部分の断面積であるカット断面積Ｓｑｅと、永久磁石が無い極側の前記ｑ軸側切断部分の断面積であるカット断面積Ｓｑｐとの関係がＳｑｅ＜Ｓｑｐである、ことを特徴とする。
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。
なお、切断とは事後的に切り取るとの意味の他に、当初から存在しないという意味もある。

本発明によれば、低コスト、高効率かつ高出力なコンシクエントポール形の永久磁石モータ、およびそれを用いた圧縮機、空気調和機を提供できる。

本発明の第１実施形態に係る永久磁石モータの回転子３の軸方向断面を示す図である。 永久磁石モータの同期運転時における各電圧（Ｅ_０、Ｖ）と各電流（Ｉｄ、Ｉｑ）の関係を示すベクトル図である。 コンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子の永久磁石が有る極と永久磁石が無い極とにおける磁束の経路を示す図である。 本発明の第２〜第４実施形態に係る永久磁石モータの回転子のｑ軸カット部の軸方向断面の部分拡大図を併せて示す図であり、（ａ）は第２実施形態のカットの形状を示し、（ｂ）は第３実施形態のカットの形状を示し、（ｃ）は第４施形態のカットの形状を示している。 本発明の第５実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの軸方向断面を示す図である。 集中巻２：３系列の磁石磁束の形態に関して説明する図であり、（ａ）は集中巻固定子と回転子磁極を模式的に示し、（ｂ）は永久磁石が発生する磁束の空隙の磁束密度分布を模式的に示している。 本発明の第６実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子の軸方向断面を示す図である。 本発明の第７実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子の軸方向断面を示す図である。 本発明の第８実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子の軸方向断面を示す図である。 本発明の第９実施形態に係る圧縮機の断面の構成を示す図である。 比較例２の回転子の断面を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態（以下においては「実施形態」と表記する）を、適宜、図面を参照して説明する。

≪第１実施形態：概要≫
図１〜図３（一部図５）を参照して第１実施形態を説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係る永久磁石モータの回転子３の軸方向断面を示す図である。
図１において、コンシクエントポール形の永久磁石モータは、回転軸４に固定された回転子３と、回転子３の外周側を囲むように配置された固定子２と、回転子３と固定子２との間の空隙１０を有している。
なお、固定子２については、回転子３の外周側に位置する面の境界の一部を一点鎖線（２）で表示している。その理由は、第１実施形態は、回転子３の形状に特徴があって、図１は回転子３の断面形状を示すことを主としたものであるからである。固定子２の断面の全体の形状は、後記する図５に一例を示している。

固定子２と回転子３は、それぞれ、板厚０．７ｍｍ以下の電磁鋼板を積層して成る固定子鉄心（２０：図５）と回転子鉄心３０（図１）とにより構成される。

図１のコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３は６極機である。
回転子３は、1極おきに永久磁石挿入孔５と永久磁石挿入孔５に埋設された永久磁石６を保持し、残りの３極は永久磁石挿入孔５および永久磁石６を有していない。
永久磁石６は、それぞれ径方向に着磁された、Ｎｄ−Ｆｅ−Ｂを主成分とするネオジム磁石で構成されている。

固定子２は、少なくとも固定子鉄心（不図示）と巻線（不図示）とを備える。巻線は、集中巻の場合と、分布巻の場合とがある。巻線の結線は、Δ結線の場合とスター結線の場合とがある。

永久磁石モータは、駆動回路（不図示）のインバータによるＰＷＭ（Ｐulse Ｗidth Ｍodulation）制御により、可変速駆動を行うことで、要求される負荷条件に合わせた高効率な運転を行っている。永久磁石モータは、センサレス制御により位置を推定し、運転されている。

図１に示した回転子３の特徴は、ｑ軸カット部１１を設けたことにある。ｑ軸カット部１１は、回転子３の表面に一条の溝として形成されている。また、この溝（ｑ軸カット部１１）は、回転子３の回転軸４に平行である。
このｑ軸カット部１１の形成の仕方として、ｑ軸カット部１１における永久磁石６が有る極のｑ軸カット断面積Ｓｑｅと、永久磁石６が無い極のｑ軸カット断面積Ｓｑｐとの関係に着目する方法（第１実施形態）がある。

また、永久磁石６が有る極のq軸カット底部の周方向長さをＣｑｅと、永久磁石６が無い極のq軸カット底部の周方向長さをＣｑｐとの関係に着目する方法（第２実施形態）がある。
また、永久磁石６が有る極のｑ軸カットの径方向深さＲｑｅと磁石が無い極のｑ軸カットの径方向深さＲｑｐとの関係に着目する方法（第３実施形態）等がある。

図１においては、第１実施形態の（Ｓｑｅ、Ｓｑｐ）、第２実施形態の（Ｃｑｅ、Ｃｑｐ）、第３実施形態の（Ｒｑｅ、Ｒｑｐ）の３種類のカットの方法について併せて記載されている。

この第１実施形態のｑ軸カット部１１の（Ｓｑｅ、Ｓｑｐ）のカット方法の詳細については、≪第１実施形態：具体例≫として後記する。
また、第２実施形態のｑ軸カット部１１の（Ｃｑｅ、Ｃｑｐ）のカット方法については、≪第２実施形態≫として後記する。
また、第３実施形態のｑ軸カット部１１の（Ｒｑｅ、Ｒｑｐ）のカット方法については、≪第３実施形態≫として後記する。

何故に、ｑ軸カット部１１を設けるかについては、コンシクエントポール形の永久磁石モータの電気特性の理解が望ましい。そのため、前記のｑ軸カット部１１の詳細について説明する前に、＜永久磁石モータの特性＞、＜永久磁石モータの運転範囲とモータ定数の関係＞、＜コンシクエントポール形の永久磁石モータの課題＞、＜比較例１＞、＜比較例２＞を順に説明する。
そして、その後で≪第１実施形態：具体例≫として、第１実施形態に係る回転子３のｑ軸カット部１１の（Ｓｑｅ、Ｓｑｐ）の方法についての詳細について説明する。

＜永久磁石モータの特性＞
永久磁石モータの誘導起電力の大きさは、ギャップの磁束密度の大きさに比例する。
なお、ギャップとは、第一義的には固定子２と回転子３との間の空隙１０に相当するが、前記したｑ軸カット部１１においては、カットされた部分の径方向の距離が空隙１０の距離に加算された合計の距離がギャップを意味する。
また、ギャップの磁束密度Ｂ_δは、（式１）で表される。

（式１）において、Ｂｒは磁石（永久磁石６）の残留磁束密度、ｈ_ｐｍは磁石の磁化方向厚み、δは空隙の径方向幅、μ_ｐｍはリコイル透磁率、μ_０は真空の透磁率である。
（式１）によって、誘導起電力は磁石の厚さｈ_ｐｍと空隙δの関数になる。

コンシクエントポール形の永久磁石モータは、磁石の厚みｈ_ｐｍとギャップの磁束密度Ｂ_δの大きさが比例しないことを利用し、磁石枚数が１/２（半分）であることにより低下したギャップの磁束密度を、磁石表面積を増加することで補い、モータ効率の維持と磁石使用量の削減とを両立している。

永久磁石モータでは、回転子磁極の中心位置をｄ軸、ｄ軸に対し電気角で９０度進んだ軸をｑ軸と定義する。本発明の第１実施形態の回転子３は３極対機であることから、回転子の磁極中央がｄ軸、ｄ軸から機械角で３０度ずれたところがq軸と定義されている。
なお、電気角θｅｌｅ、機械角θｍｅｃｈ、磁極の極対数をＰとして、θｅｌｅ＝Ｐ・θｍｅｃｈの関係がある。

＜永久磁石モータの運転範囲とモータ定数の関係＞
図２は、永久磁石モータの同期運転時における各電圧（Ｅ_０、Ｖ）と各電流（Ｉｄ、Ｉｑ）の関係を示すベクトル図である。なお、Ｅ_０は誘導起電力であり、Ｖは電動機の端子電圧である。また、Ｉｄは相電流Ｉのｄ軸成分（ｄ軸電流成分）であり、Ｉｑは相電流Ｉのｑ軸成分（ｑ軸電流成分）である。
図２を用いて、永久磁石モータの運転範囲とモータ定数の関係について説明する。
図２においては、交流量である電流、電圧や磁束を、ｄｑ軸座標系（回転座標系）に変換し直流量として示す。
ｄｑ軸座標系では、永久磁石による固定子巻線一相分の鎖交磁束Ψｐの位相を基準として、この基準をｄ軸とし、ｄ軸に対して反時計回りに電気角で９０°進んだ軸をｑ軸とする。
鎖交磁束Ψｐの時間微分である誘導起電力Ｅ_０は、位相が９０°進んだｑ軸に発生する。

回転子にトルクを発生させるときには永久磁石モータに相電流Ｉを通電する。
誘導起電力Ｅ_０に対する相電流Ｉの位相差がβであるとき、相電流Ｉはｄ軸成分のｄ軸電流Ｉｄ、およびｑ軸成分のｑ軸電流Ｉｑに分解できる。
また、永久磁石モータのトルクＴの式を次の（式２）に示す。

ここでＰｎは極対数、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスである。
右辺｛｝内の第一項は磁石トルク、第二項はリラクタンストルクである。
相電流ＩとしてＩｑのみを通電する場合は、位相差β＝０となり、このとき磁石トルクは発生するが、リラクタンストルクは０となる。

図２に示すように、固定子巻線の電気抵抗による電圧降下分を無視すると、駆動時のモータ電圧Ｖは、交流の角周波数をωとして、ｄ軸電流Ｉｄによって発生する反作用磁束に伴う電圧降下ωＬｄＩｄと、ｑ軸電流Ｉｑによって発生する反作用磁束に伴う電圧降下ωＬｑＩｑとＥ０とのベクトル和で表される。

また、モータに供給可能な最大電圧Ｖｍａｘは、インバータの直流入力電圧および変調方式によって定まる。
ここで、Ｖ＜Ｖｍａｘでは、回転速度（単位時間の回転数）が増加した場合もトルクを発生させるためにはｑ軸電流Ｉｑのみ通電すればよいことから、電圧Ｖは、誘導起電力Ｅ_０とωＬｑＩｑのベクトル和で表される。
また、Ｖ＝Ｖｍａｘでは、回転速度が増加すると電動機の端子電圧をＶｍａｘ一定とするためにｄ軸電流Ｉｄが流れ始める。この領域を弱め界磁領域と呼ぶ。

この弱め界磁領域のとき、電圧Ｖは、ωＬｄＩｄ、ωＬｑＩｑ、Ｅ_０のベクトル和によって求められる。
位相差βが９０度に達するとｑ軸電流Ｉｑを通電できないため、出力トルクは、ほぼ０になる。そのため、ｑ軸インダクタンスＬｑを小さくすれば、位相差βを低減して、出力トルクを発生するｑ軸電流Ｉｑを増加させ、最大出力の増加が可能となる。

空気調和機向けの圧縮機駆動用モータのインバータの電流容量は、自動車におけるインバータの電流容量に比較すると小さい。
リラクタンストルクは、電流Ｉの２乗と（Ｌｄ−Ｌｑ）とに比例し増加するが、電流値が低い空気調和機では、リラクタンストルクを使用せずｑ軸インダクタンスＬｑを低減するほうが最大出力を増加可能となる。
すなわち、誘導起電力Ｅ_０を増加させ、ｑ軸インダクタンスＬｑを低減するような形状とすることにより、圧縮機の運転条件である、低速領域での高効率化と高速高トルクとを満足することができる。

＜コンシクエントポール形の永久磁石モータの課題＞
次に、図３を参照して、コンシクエントポール形の永久磁石モータの課題について説明する。
図３は、コンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の永久磁石６が有る極と永久磁石６が無い極とにおける磁束の経路を示す図である。
図３において、回転子３の永久磁石６が有る極３１と永久磁石６が無い極３２とが、永久磁石挿入孔５の部分を除いて対称形状となっている。また、永久磁石６が有る極３１と永久磁石６が無い極３２との間に形成されたカット部（ｑ軸カット部）１１０の形状は、極３１と極３２に対して対称である。

回転子内を鎖交する永久磁石６が有る極３１側の磁束Ａ１、永久磁石６が無い極３２側の磁束Ａ２は、ｑ軸磁束の経路を表している。
また、磁束Ｂと磁束Ｃは、それぞれｄ軸磁束と極間の短絡磁束の経路を表している。
磁束Ａ１と磁束Ａ２はｑ軸のインダクタンスに影響し、磁束Ｂはｄ軸のインダクタンスに影響する。
また、磁束Ｃが多い場合はトルクの発生に必要な主磁束が減少し、誘導起電力の低下を招いている。
磁束Ｄは、永久磁石６の内部の磁束の経路を表している。

コンシクエントポール形の永久磁石モータでは、永久磁石６が有る極のｄ軸インダクタンスＬｄｅと、永久磁石６が無い極のｄ軸インダクタンスＬｄｐとは、ほぼ等しくなる。
すなわち、Ｌｄｅ＝Ｌｄｐとなる。
この等しくなる理由は、永久磁石６が有る極と永久磁石６が無い極とを共に通る磁束Ｂの経路において、永久磁石６が有る極と無い極とを共に通るが故に、磁気抵抗成分は、空隙１０（図１）と、永久磁石挿入孔５（幅Ｗ５）と永久磁石６とが等しく存在するためである。

一方、永久磁石６が有る極のｑ軸インダクタンスＬｑｅと、永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐとを比較すると、Ｌｑｅ＜Ｌｑｐとなる。
永久磁石６が有る極の磁束Ａ１の経路は、永久磁石挿入孔５が高い磁気抵抗となり、永久磁石挿入孔５より外径側の鉄心部分を通る。
一方、永久磁石６が無い極の磁束Ａ２の経路は、永久磁石挿入孔５がないため永久磁石６がある極に比べて広い面積を通る。
すなわち、鉄心部分は飽和しにくいため、Ｌｑｅ＜Ｌｑｐとなる。
また、コンシクエントポール形の永久磁石モータは、永久磁石６が対称的に配置されている通常の永久磁石モータに比べ回転子の磁気抵抗が低下することから、全体のインダクタンスは増加する。

《磁束Ｃについて》
次に、図３の磁束Ｃについて説明する。
例えばＮ極の永久磁石６から出た磁束Ｄは、ギャップ（空隙１０）を介して固定子側に入り、逆側のＳ極の永久磁石へと戻ってくることでトルクを発生させる。この磁束を主磁束と呼ぶ。
磁束Ｃは主磁束にならない磁束、すなわち回転子内で閉じる短絡磁束である。通常の永久磁石モータでは、磁束Ｃの経路に磁気抵抗の高い永久磁石６と永久磁石挿入孔５とが配置されているため、q軸カット部を超えて発生する極間の短絡磁束である磁束Ｃは少ない。

しかし、コンシクエントポール形の永久磁石モータでは、固定子（２）側に向かう経路の磁気抵抗より、回転子（３）内で磁束が回る経路の磁気抵抗のほうが低くなり、回転子内で短絡磁束の磁束Ｃが増加し、誘導起電力を低下させている。
また、この短絡磁束の磁束Ｃは、永久磁石６がある極と無い極とで異なることから誘導起電力波形の対称性が失われている。

＜比較例１＞
前記の誘導起電力波形の対称性が失われる場合に格別の対策を取っていない従来の一般的なコンシクエントポール形の永久磁石モータ（比較例１）では、ｑ軸インダクタンスＬｑと誘導起電力波形の非対称性により制御性が悪化することと、回転子鉄心の磁気抵抗低下によりインダクタンスが増加することに加え、短絡磁束により誘導起電力Ｅ_０が低下し、最大出力が低下するという課題がある。

＜比較例２＞
図１１は、比較例２の回転子３の断面を示す図である。
コンシクエントポール形の永久磁石モータのｑ軸インダクタンスＬｑの非対称を解消するためには、永久磁石６が無い極の磁気抵抗を上げる必要がある。
このｑ軸インダクタンスＬｑの非対称を解消するために、永久磁石６が無い極にスリット１３を設ける手法を用いたのが図１１である。
しかし、図１１のように、永久磁石６が無い極にスリット１３を設ける手法では、ｑ軸磁束はスリットを避けて、磁気抵抗が０に近い回転子鉄心部分を通過するために、永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐの低減は出来ない。
仮にスリット面積を拡大し、Ｌｑｐを低減したとしても、弱め界磁領域に入ると回転子内の飽和が緩和され、Ｌｑｐは運転条件によって変化しやすくなり、制御性が悪化する。さらに回転子強度が落ち、高速回転時の信頼性が損なわれるという課題がある。

≪第１実施形態：具体例≫
そこで本発明の第１実施形態では、運転条件によりインダクタンスが変化するスリットではなく、ｑ軸カット（ｑ軸カット部１１）を用いた永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐの低減手法を用いる。
図１に示すように、ｑ軸インダクタンスＬｑの非対称を解消するためｑ軸カット部１１の断面積に着目し、永久磁石６がある極のｑ軸カット断面積Ｓｑｅと、永久磁石６が無い極のｑ軸カット断面積Ｓｑｐとの関係がＳｑｅ＜Ｓｑｐとなるようにする。

なお、前記したように、回転子３の永久磁石６が有る極３１と永久磁石６が無い極３２とが、永久磁石挿入孔５の部分を除いて対称形状となっているが、これら極３１と極３２との放射状の境界線３５から、永久磁石６がある極３１の側の切り落とされた部分がｑ軸カット断面積Ｓｑｅであり、前記の境界線３５から、永久磁石６が無い極３２の側の切り落とされた部分がｑ軸カット断面積Ｓｑｐである。
Ｓｑｅ＜Ｓｑｐの構成を確立する手法はいくつかある。例えば図１に示すように、磁束が回転子鉄心に鎖交する前のｑ軸カット部１１を磁石が無い極部分で広げることで永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐを自在にコントロール可能となる。

図１において、ｑ軸カット部１１を設けた場合、固定子２と回転子３の対向する間隔（ギャップ）は、空隙１０の間隔の長さにｑ軸カット部１１の放射状の境界線３５方向の長さを加えたものとなる。
図１においてｄ軸と表記した箇所のギャップは、空隙１０のみである。それに対して、ｑ軸と表記した箇所のギャップは、空隙１０に加えてｑ軸カット部１１の合計の間隔となる。すなわち、回転子３はｄ軸の対向ギャップよりもｑ軸の対向ギャップのほうが広い。また、ギャップの広さのみならず、形状によって特性は変化する。

＜第１実施形態の効果＞
以上、ｑ軸カット部１１におけるｑ軸カット断面積において、Ｓｑｅ＜Ｓｑｐとすることにより、低コスト、高効率かつ高出力なコンシクエントポール形の永久磁石モータが提供できる。

≪第２実施形態≫
次に、図１および図４（ａ）を参照して、第２実施形態を説明する。
図４は、本発明の第２〜第４実施形態に係る永久磁石モータの回転子３のｑ軸カット部１１の軸方向断面の部分拡大図を併せて示す図であり、（ａ）は第２実施形態のカットの形状を示し、（ｂ）は第３実施形態のカットの形状を示し、（ｃ）は第４施形態のカットの形状を示している。

第２実施形態においては、図１におけるＣｑｅ、Ｃｑｐで示した部分、さらに前記の箇所を拡大した図４（ａ）におけるＣｑｅ、Ｃｑｐで示すように、ｑ軸カット部１１の径方向底部３３を永久磁石の径方向底部３４よりも低く（回転軸４の方に近く）する。また、このｑ軸カット部１１を永久磁石６が有る極３１と永久磁石６が無い極３２とで非対称としている。
回転子３の永久磁石６がある極３１と永久磁石６が無い極３２との放射状の境界線３５から、永久磁石６が有る極のq軸カット底部の周方向長さ（内径側周方向幅）をＣｑｅ、永久磁石６が無い極のq軸カット底部の周方向長さ（内径側周方向幅）をＣｑｐとした場合、Ｃｑｅ≦Ｃｑｐとする。
この関係を有するｑ軸カット部１１によって、永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐが低減し、非対称性を解消する。

すなわち、本発明の第２実施形態によれば、永久磁石挿入孔５および永久磁石６が無い極のｑ軸カット周方向幅Ｃｑｐを永久磁石６が有る極のq軸カット周方向幅Ｃｐｅよりも大きくすることで、永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐを低減するとともに非対称性を解消し、極間に発生する短絡磁束を抑制することができ、制御性が良い高出力のモータを提供できる。

また、一般的にコンシクエントポール形の永久磁石モータでは、磁石が無い極の磁気抵抗を上げるために回転子内に大きな空隙を設ける必要が出てくることから、回転子の剛性が落ちることにつながる。
これに対し、本発明の第２実施形態のように、ｑ軸カット部１１の幅を広げることはＬｑｐの調整も容易であり運転条件によって左右されない利点がある。さらに短絡磁束経路の磁気抵抗も上げることにつながるため、誘導起電力も向上するという効果がある。

≪第３実施形態≫
次に、図１および図４（ｂ）を参照して、第３実施形態を説明する。
図４（ｂ）において、回転子３の永久磁石６が有る極３１と永久磁石６が無い極３２との放射状の境界線３５に対して、永久磁石６が有る極側のｑ軸カットと永久磁石６が無い極側のｑ軸カットが対向している。
永久磁石６が有る極側のｑ軸カットと永久磁石６が無い極側のｑ軸カットの共通の底部、および永久磁石６が有る極側のｑ軸カットの周辺部と永久磁石６が無い極側のｑ軸カットの周辺部を併せて底周辺部３６と呼称する。
また、前記の放射状の境界線３５に対して、永久磁石６が有る極側の底周辺部３６の中心の点を点Ｐ_１、永久磁石６が無い極側の底周辺部３６の中心の点を点Ｐ_２とする。
なお、図４（ｂ）において、点Ｐ_１、および点Ｐ_２は、たまたま底周辺部３６の角の点に対応しているとも見えるが、角に限定されるわけではない。中心の点であれば、周辺部の直線上の底周辺部３６となることはある。

そして、点Ｐ_１と回転軸４の中心との距離を、永久磁石６が有る極のｑ軸カットの径方向深さＲｑｅと表記する。
また、点Ｐ_２と回転軸４の中心との距離を、永久磁石６が無い極のｑ軸カットの径方向深さＲｑｐと表記する。
図４（ｂ）において、Ｒｑｅ≧Ｒｑｐの関係となっている。永久磁石６がある極と永久磁石６が無い極のｑ軸カットの径方向深さは同じでもいいし、永久磁石６が無い極のほうを深く、すなわちカットの形状を大きくしてもいい。
ｑ軸カットの径方向深さが小さいほど、すなわちカットの形状が大きいほどｑ軸インダクタンスＬｑを低減できる。

≪第４実施形態≫
図４（ｃ）を参照して、第４実施形態を説明する。
図４（ｃ）において、回転子３の永久磁石６が有る極３１と永久磁石６が無い極３２との放射状の境界線３５を基準として、永久磁石６が有る極のｑ軸カットの開口角度θｑｅと、永久磁石６が無い極のｑ軸カットの開口角度θｑｐとの関係がθｑｅ≦θｑｐの関係がある。
ｑ軸カットの開口角度が大きいほど、すなわちカットの形状が大きいほどｑ軸インダクタンスＬｑを低減できる。
ただし、ｑ軸カットの開口幅を広げると、誘導起電力波形も変化することから、波形の対称性を維持するにはθｑｅとθｑｐの差は電機角で２０度以下とすることが望ましい。
なお、永久磁石６が有る極側のｑ軸カットと永久磁石６が無い極側のｑ軸カットの共通の底部３７については、永久磁石６が有る極側と永久磁石６が無い極側との両方の跨る場合もあるし、片側のみの場合もあるし、両方ともない場合がある。ただし、底部３７がどのような形状と寸法をとるかによって、ｑ軸インダクタンスＬｑの値は変化する。

≪第５実施形態≫
次に、図５から図８を参照して、本発明の第５実施形態について説明する。

《コンシクエントポール形の永久磁石モータ１の軸方向断面：概要》
図５は、本発明の第５実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの軸方向断面を示す図である。
図５において、永久磁石モータ１は、６極９スロットの２：３系列集中巻のコンシクエントポール形の永久磁石モータ１を構成している。
また、固定子２において、固定子鉄心２０に放射条に複数形成される鉄心のティース２１と、ティース２１の間に巻線の収容部に巻線２２が収容されている。
また、回転子３、永久磁石６、永久磁石挿入孔５、回転子鉄心３０、ｑ軸カット部１１の構成で重複する説明は省略する。

また、図５において、集中巻は分布巻に比べ巻線の使用率が悪いことから誘導起電力は低下するが、コイルエンドの高さは集中巻のほうが低い。
また、集中巻を採用した軸長の短いモータは分布巻機に比べ、電流増による銅損の増加効果よりもコイルエンド高さの短縮による銅損の低下効果のほうが大きく、銅損を抑制できる。そのため、軸長の１００ｍｍ以下の空気調和機向け圧縮機駆動用の永久磁石モータでは２：３系列集中巻が適用されている。

図５に示した第５実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの特徴は、永久磁石６がある極の極弧度θｍｅ、永久磁石６が無い極の極弧度θｍｐを基にｑ軸カット部１１を設けたことにある。
この関係の詳細については、《コンシクエントポール形の永久磁石モータ１の軸方向断面：具体例》として、後記する。
何故に、永久磁石６が有る極の極弧度θｍｅ、永久磁石６が無い極の極弧度θｍｐを基にｑ軸カット部１１を設けるかについては、集中巻２：３系列のコンシクエントポール形の永久磁石モータの電気特性の理解が望ましいので、前記の関係の詳細について説明する前に、＜集中巻２：３系列の磁石磁束の形態＞、＜集中巻２：３系列のモータでの極弧度θｍと誘導起電力＞、を説明する。そして、《コンシクエントポール形の永久磁石モータ１の軸方向断面：具体例》として、第５実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータのｑ軸カット部１１の詳細について説明する。

＜集中巻２：３系列の磁石磁束の形態＞
図６は、集中巻２：３系列の磁石磁束の形態に関して説明する図であり、（ａ）は集中巻固定子と回転子磁極を模式的に示し、（ｂ）は永久磁石６が発生する磁束の空隙の磁束密度分布を模式的に示している。
以下に、図６（ａ）、（ｂ）を参照して２：３系列の回転子短絡磁束について説明する。
図６（ａ）は、３スロット分の集中巻固定子と２極分の回転子磁極を模式的に示したものである。
図６（ａ）において、固定子２と回転子３が対向している。固定子２においては、放射状に複数形成される鉄心であるティース２１の間に巻線の収容部に巻線２２が収容されている。
２：３系列においては、Ｕ＋とＵ−、Ｖ＋とＶ−、Ｗ＋とＷ−が、それぞれ１組の巻線２２を構成しており、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相を順に周方向に配置されている。
なお、隣り合う巻線２２の間隔は、電気角で１２０度（２π／３）である。
また、２：３系列の集中巻では固有のティース配置の影響により、隣り合う磁極間において、磁石磁束の一部がティース２１の先端で短絡ループを形成し漏れ磁束Ｅとなる。この角度は電気角で６０度（２×π／６）である。

図６（ｂ）は、Ｕ、Ｖ、Ｗの各相の巻線に電流が通電されておらず、永久磁石６のみが磁束を発生する場合の空隙１０の磁束密度分布を示している。また、磁束密度の最大値を「Ｂｐ、ｍａｘ」と定義して、表記している。
図６（ｂ）において、空隙１０をギャップと表記するとして、細線で表記した波形１０１は、回転子３と固定子２の間のギャップが一定の場合の磁束変化を示している。
それに対して、回転子３と固定子２の細部の形状や材質の相違によって、回転子３が回転することにより、ギャップが変動すると、太線で示した波形１０２のように、磁束がギャップ変調を受ける。
そして、波形１０１と波形１０２の差の領域１０３に相当する磁束が漏れ磁束となり、消失する。

＜集中巻２：３系列のモータでの極弧度θｍと誘導起電力＞
磁石磁束が一定であると仮定した場合、集中巻２：３系列のモータでは、回転子の極弧度（回転子最大外径部の開度）θｍを電気角１２０度とした場合と、θｍを電気角１８０度とした場合とで誘導起電力の大きさは変化しない。
しかし、実際には単純に極弧度θｍ＝１２０度とすると、θｍ＝１８０度の永久磁石幅に対し√３／２の永久磁石幅となることから、誘導起電力も約√３／２倍となるため、最大出力は低下する。
そのため、ｄ軸に磁束を集めるように極中心から極間まで弧状に曲線を描いたような形状にする構成や、ｑ軸カットよりも径方向カット幅の小さい段を設ける構成がとられている。
この構成により、磁石挿入孔幅を確保したまま短絡磁束を低減することが可能となる。
なお、√３とはルート３、（３）^１／２を意味するものであり、表記上の都合により、簡易的に表したものである。

コンシクエントポール形の永久磁石モータでは、永久磁石が有る極３１（図１）は、前記したような回転子鉄心形状とすることが望ましい。
しかし、永久磁石が無い極３２（図１）は、永久磁石挿入孔５のスペースを確保する必要がないため、更なるｑ軸インダクタンスＬｑの低減と短絡磁束の低減が可能となる。

《コンシクエントポール形の永久磁石モータ１の軸方向断面：具体例》
図５に示したコンシクエントポール形の永久磁石モータ１の軸方向断面の構成について、再度、詳しく説明する。
図５において、コンシクエントポール形の永久磁石モータ１は、固定子２と、固定子２の内周側に空隙１０を介して対向するように配置される回転子３とを備えている。
固定子２は、固定子鉄心２０と、固定子鉄心２０におけるティース２１に巻回された固定子巻線２２とで構成される。
固定子巻線２２は、三相の巻線Ｕ、Ｖ、Ｗを順に周方向に配置する。各巻線は複数のティースに跨って巻回される。
コンシクエントポール形の永久磁石モータ１は、固定子のティース数９個に対し回転子の極数６個であり、２：３集中巻方式の巻線構成を有する。

回転子３の回転子外径が最も大きい磁極中央部の開度を極弧度θｍと定義する。図５に示すように、磁石が有る極の極弧度はθｍｅ、磁石が無い極の極弧度はθｍｐとする。なお、θｍｐは、電気角で１２０度（２π／３）である。
また、図５において、θｍｐと表記した箇所と、θｍｅと表記した箇所との間の領域の回転子３の周辺部にｑ軸カット部１１が存在している。
このｑ軸カット部１１は、永久磁石が無い極のｑ軸カット部と、永久磁石が有る極のｑ軸カット部とを含んでいる。
本発明の第５実施形態によれば、永久磁石が無い極のｑ軸カット（ｑ軸カット部）を拡大することでＬｑｐを低減できる。
また、ｑ軸カット（ｑ軸カット部）の拡大により、磁石表面積を確保したまま永久磁石が無い極の短絡磁束を防止することができ、誘導起電力が増加する。
この方法により、永久磁石モータの最大出力を第１、第２実施形態より増加可能なコンシクエントポール形の永久磁石モータが提供される。

回転子外径形状は誘導起電力波形に大きく影響することから、極弧度θｍは、誘導起電力波形に大きく影響する。
また、磁石が有る極の極弧度θｍｅと磁石が無い極の極弧度θｍｐとの差が大きすぎると、誘導起電力波形の対称性が失われてしまい、制御性が悪化する。
また、前記したように、磁石がある極の極弧度を単純に小さくした場合、磁石表面積が減少し、ひいては誘導起電力も小さくなる。

≪第６実施形態≫
図７は、本発明の第６実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の軸方向断面を示す図である。
図７において、第６実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の特徴は、永久磁石６がある極３１は永久磁石６の幅を確保するため、極弧度θｍｅ＝１２０度となるように、ｑ軸カット部１１より外径側に段となっている段部１２を設けた構成としていることである。
永久磁石６が有る極３１において、二つの段部１２の間に極弧度θｍｅの角が形成されている。
また、永久磁石６が無い極３２において、二つのｑ軸カット部１１の間に極弧度θｍｐの角が形成されている。

極弧度θｍｅと極弧度θｍｐとを所定の関係（例えば漏れ磁束低減）を保ちつつ、永久磁石６が無い極のｑ軸インダクタンスＬｑｐを低減するため、段部１２を設けることが有効である。
すなわち、永久磁石６が有る極３１において、段部１２を設けることにより、永久磁石６の幅を確保しつつ所定の極弧度θｍｅが設定できる。
また、永久磁石６が無い極３２においては、永久磁石６がないので、ｑ軸カット部１１の形状に左右されずに、所定の極弧度θｍｐが設定できる。
つまり、永久磁石６が有る極３１において、段部１２を設けることによって、所定の極弧度θｍｅと極弧度θｍｐを維持しつつ、永久磁石６が無い極３２におけるｑ軸カット部１１の形状を広げる選択が可能となる。
したがって、段部１２を設ける構成によって、永久磁石６の表面積を維持したまま、永久磁石６が無い極では更なる極間の漏れ磁束低減とインダクタンスの低減とを達成できて、最大出力と制御性を両立したコンシクエントポール形の永久磁石モータを提供可能となる。

≪第７実施形態≫
図８は、本発明の第７実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の軸方向断面を示す図である。
図８において、第７実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の特徴は、回転子３において永久磁石６が有る極３１の永久磁石挿入孔５より外径側にスリット１３を設ける構成となっていることである。
この構成により、スリット１３と永久磁石挿入孔５との間、スリット１３と回転子外径との間の鉄心が飽和することで、永久磁石が有る極３１のインダクタンスを低減することができる。
すなわち、ｑ軸カット部１１と段部１２を備えた構成に、さらにスリット１３を備える方法も有効である。

≪第８実施形態≫
図９は、本発明の第８実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の軸方向断面を示す図である。
図９において、第８実施形態に係るコンシクエントポール形の永久磁石モータの回転子３の特徴は、回転子の回転方向を反時計回りとした場合、永久磁石６が無い極３２の進み側のｑ軸カット部１４ｂが遅れ側のｑ軸カット部１４ａに比べ大きい点である。すなわち、永久磁石６が無い極３２のｑ軸カット部（１４ａ、１４ｂ）を非対称としていることである。

モータを搭載して圧縮を行う圧縮機（不図示）では、常に一方向により回転するため、圧縮機に組み込まれたモータも一方向にのみ回転する。
モータはトルクを発生する負荷運転時は、回転子から発生する磁束に対し、固定子側から回転磁界を発生させる。そのため、遅れ側と進み側とで、磁束密度分布が異なる。

具体的には負荷運転時において、回転子の磁束は固定子巻線によって作られる磁界により、常に進み側に引っ張られており、遅れ側のｑ軸カット部１４ａに比べ進み側のｑ軸カット部１４ｂを鎖交する磁束が常に増加した状態となる。
圧縮機駆動用モータのように回転方向が一意に決まる機器に組み込まれるモータでは、遅れ側と進み側とを非対称にすることで、実運転時のｑ軸インダクタンスＬｑを磁石がある極と同等とすることができる。この方法により、第１実施形態〜第７実施形態と同等の効果を得ることができる。

≪第９実施形態：圧縮機≫
第１〜第８実施形態に記載のコンシクエントポール形の永久磁石モータを、圧縮機に搭載することが出来る。

図１０は、本発明の第９実施形態に係る圧縮機の断面の構成を示す図である。
図１０において、圧縮機（スクロール圧縮機）４５は、密閉容器４６と密閉容器４６内に配置された圧縮機構部４３およびコンシクエントポール形の永久磁石モータ１を備えている。

前記密閉容器４６には、吸入管４１と吐出管４２が接続されている。吸入管４１から供給される冷媒は、前記の圧縮機構部４３で圧縮され、吐出管４２より吐出される。
ここで用いられる冷媒は、Ｒ３２（ＨＦＣ、代替フロン、フレオン）、二酸化炭素、Ｒ４１０Ａ、Ｒ２２を用いることができる。
また、前記の密閉容器４６の下部には潤滑用の油をためておく潤滑油スペース４４がある。

コンシクエントポール形の永久磁石モータ１は、圧縮機構部４３の下側に配置され、この圧縮機構部４３を、回転軸４を介して駆動する。
また、コンシクエントポール形の永久磁石モータ１は、回転軸４に固定された円筒形状の回転子３とこの回転子３の外周側をとり囲むように配置された固定子２と、固定子２と回転子３との間の空隙１０を有するインナーロータ型のモータである。

第１〜第８実施形態のコンシクエントポール形の永久磁石モータ１を搭載することにより、磁石使用量を１０〜３０％低減して低コストとなり、かつ高出力・高効率な圧縮機を提供することが出来る。

≪第１０実施形態：空気調和機≫
第１〜第８実施形態に記載のコンシクエントポール形の永久磁石モータを、空気調和機（不図示）に搭載することが出来る。
第１〜第８実施形態のコンシクエントポール形の永久磁石モータ１を搭載することにより、磁石使用量を１０〜３０％低減して低コストとなり、かつ高出力・高効率な空気調和機を提供することが出来る。

≪その他の実施形態≫
以上、本発明は、前記した実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、さらに説明する。

《永久磁石の材質》
第１実施形態のコンシクエントポール形の永久磁石モータでは、永久磁石６として、ネオジム磁石を用いた例を示したが、ＳｍＣｏ磁石でも良いし、ＳｍＦｅＮやネオジムのボンド磁石でも良い。
なお、第１実施形態では、磁石の厚み方向を減らし、磁石表面積をふやすことで磁石の使用量削減と同等性能を両立していることから、保持力の高いネオジム磁石やＳｍＣｏ磁石のように高保持力の永久磁石を用いるほうが、磁石使用量を削減できる。

《コンシクエントポール形の永久磁石モータの極数》
第１実施形態では、６極機のコンシクエントポール形の永久磁石モータを対象としたが、４極でも良いし、６極でも同様の効果が得られる。
極数が少ない場合は減磁耐力を向上するために磁石厚を増加させる必要があるため、磁石の使用量の削減を考慮すると極あたりの磁束密度を減らせるので、極数を増加させるほうがよく６極以上とするほうが望ましい。

《固定子鉄心および回転子鉄心の材質、ｑ軸カット部の材質》
固定子鉄心２０および回転子鉄心３０は、電磁鋼板からなるとしたが、圧粉磁心やアモルファス、ナノクリスタルのような磁性材料で構成しても良い。
また、ｑ軸カット部１１は空隙としたが、非磁性体であればＰＰＳ（Polyphenylenesulfide）のようなプラスチックでも良い。単に、空隙としておくよりは、非磁性体の固形物とした方が、回転子３の強度を保てる場合がある。

《永久磁石モータの構造》
第１実施形態の永久磁石モータは、ＩＰＭ（Interior permanent Magnet）構造としたが、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）構造でも同様の効果が得られる。
また、第１実施形態の永久磁石モータは、インナーロータ形の永久磁石モータとしたが、アウターロータ形の永久磁石モータでも同様の効果が得られる。

《極弧度θｍ、θｍｐ、θｍｅの角度》
図５、図７では極弧度θｍ＝１２０度としたが、必ずしも極弧度θｍ＝１２０度に限定されない。
ただし、極弧度θｍは波形を正弦波化する目的で、θｍ≦１３５度で誘導起電力が正弦波と成るような角度に設定することが望ましい。
また、極弧度θｍｐと極弧度θｍｅとを、図５に示すように必ずしも同じ角度とする必要はない。ただし、波形の対称性を考慮すると、θｍｐ＝θｍｅ±２０度（電気角）以内とすることが望ましい。
θｍｐ≠θｍｅと設定する場合、磁石が有る極は前述したように磁石表面積を確保するため、図７に示すように段部１２を設けることでθｍｐ＝θｍｅ±２０°（電気角）とする。

前記した極弧度θｍｐと極弧度θｍｅとの関係が守られていれば、極弧度θｍｐは段部１２を設ける以外の方法で構成しても良い。
例えば、極弧度θｍｅと表記した端からｑ軸カット部１１に向けて直線でつなげた構造にしてもいいし、また、極弧度θｍｅと表記した端からｑ軸カット部１１に向けて異なる円弧の組み合わせとしても良い。

《スリット》
図８では、永久磁石が無い極にスリットを設けてはいないが、誘導起電力波形を正弦波化する目的で回転子外径側にスリットを設けてもよい。
このスリットを設ける場合、回転子外径側の飽和により誘導起電力は低下するため、最大出力はスリットがない場合に比べて低下する。

《集中巻モータの極とスロットの構成》
第５実施形態では、６極９スロットのコンシクエントポール形の永久磁石モータを対象としたが、４極６スロットでも良いし、８極１２スロットでも良い。
すなわち、２：３の集中巻モータであれば同様の効果が得られる。

１ 永久磁石モータ
２ 固定子
３ 回転子
４ 回転軸
５ 永久磁石挿入孔
６ 永久磁石（磁石）
１０ 空隙（ギャップ）
１１ ｑ軸カット部
１２ 段部
１３ スリット
１４ａ 磁石が無い極の遅れ側ｑ軸カット部
１４ｂ 磁石が無い極の進み側ｑ軸カット部
２０ 固定子鉄心
２１ ティース、固定子ティース
２２ 巻線、固定子巻線
３０ 回転子鉄心
３１ 回転子の永久磁石がある極
３２ 回転子の永久磁石がない極
３３ ｑ軸カット部の径方向底部
３４ 永久磁石の径方向底部
３５ 放射状の境界線
３６ 底周辺部
３７ 底部
４１ 吸入管
４２ 吐出管
４３ 圧縮機構部
４４ 潤滑油スペース
４５ 圧縮機（スクロール圧縮機）
４６ 密閉容器
１１０ カット部

Claims (11)

1. 固定子鉄心に形成された複数のスロット内に電機子巻線が施された固定子と、回転子鉄心の中の複数の永久磁石挿入孔に永久磁石を配置した回転子とを備え、
   前記回転子は、前記永久磁石の磁束軸をｄ軸とし、ｄ軸から電気角で９０度ずれた軸をｑ軸として、前記回転子鉄心の外周面のｑ軸側の一部であるｑ軸側切断部分が切断されており、
   前記永久磁石が有る極と無い極との間の放射状の境界線から永久磁石が有る極側の前記ｑ軸側切断部分の断面積であるカット断面積Ｓｑｅと、永久磁石が無い極側の前記ｑ軸側切断部分の断面積であるカット断面積Ｓｑｐとの関係がＳｑｅ＜Ｓｑｐである、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
2. 請求項１において、
   前記回転子の周方向に、永久磁石が有る極と無い極とが交互に配置されて、前記回転子に挿入される永久磁石の枚数は、前記永久磁石モータの極数の半分である、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記ｑ軸側切断部分において、前記永久磁石が有る極と無い極との間の放射状の境界線から永久磁石が有る極側のｑ軸側切断部分の内径側の周方向の幅である内径側周方向幅Ｃｑｅと、永久磁石が無い極側のｑ軸側切断部分の内径側の周方向の幅である内径側周方向幅Ｃｑｐとの関係が０≦Ｃｑｅ≦Ｃｑｐである、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
   前記ｑ軸側切断部分において、前記永久磁石が有る極と無い極との間の放射状の境界線から永久磁石が有る極側のｑ軸側切断部分の底周辺部の中心からの回転軸中心までの長さである径方向長Ｒｑｅと、永久磁石が無い極側のｑ軸側切断部分の底周辺部の中心から回転軸中心までの長さである径方向長Ｒｑｐとの関係がＲｑｅ≧Ｒｑｐである、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
5. 請求項１乃至請求項４のいずれか一項において、
   前記ｑ軸側切断部分において、前記永久磁石が有る極と無い極との間の放射状の境界線を基準として、永久磁石が有る極側のｑ軸側切断部分の開口部の角度である開口角度θｑｅと、永久磁石が無い極側のｑ軸側切断部分の開口部の角度である開口角度θｑｐとの関係がθｑｅ≦θｑｐである、
   こと特徴とする永久磁石モータ。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
   前記永久磁石モータの極数を２Ｘ、スロット数を３Ｘ（Ｘは自然数）である２：３系列集中巻として、回転子鉄心の永久磁石が無い極のｄ軸を中心とした回転子外径部の極弧度θｍｐが電気角で１３５度以下である、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一項において、
   前記ｑ軸側切断部分を非磁性体の固形物とする
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
   前記回転子鉄心は外径表面内側にスリットを有する、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
9. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項において、
   前記回転子鉄心の永久磁石が無い極におけるｑ軸側切断部分は、回転子の回転方向を反時計回りとしたときの遅れ側と進み側とで大きさが異なる、
   ことを特徴とする永久磁石モータ。
10. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石モータを搭載したことを特徴とする圧縮機。
11. 請求項１乃至請求項７のいずれか一項に記載の永久磁石モータを搭載したことを特徴とする空気調和機。

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