JP5418467B2

JP5418467B2 - 回転電機

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Publication number: JP5418467B2
Application number: JP2010245757A
Authority: JP
Inventors: 亀井　　健
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: US20120104892A1; US8680732B2; CN102457114A; JP2012100428A

Description

この発明は、回転電機に関し、特に、ロータコアの外周部近傍に永久磁石が埋め込まれている回転電機に関する。

従来、ロータコアの外周部近傍に永久磁石が埋め込まれている回転電機が知られている（たとえば、特許文献１参照）。

上記特許文献１の回転電機では、ロータコアの外周部近傍に、複数の永久磁石が周方向に沿って均等な間隔で埋め込まれている。また、従来の回転電機では、ロータコアの半径方向に対向するように、ステータコアが設けられるとともに、ステータコアには、巻線が設けられている。そして、巻線から発生する磁界と永久磁石との磁界とによって、ロータコアが回転するように構成されている。一方、従来の回転電機では、巻線から発生する電機子反作用アンペアターン（巻線から発生する起磁力）によって、永久磁石の端部の磁化が局部的に不可逆減磁する場合があるという不都合があった。

従来では、この不都合を抑制するために、永久磁石の外周面側のロータコアの部分に空隙が設けられる構造が提案されている。このような従来の提案された構造では、巻線から発生する電機子反作用アンペアターンによる永久磁石の不可逆減磁は永久磁石、ロータとステータ間のギャップ、さらに空隙の３つの主構成部に各磁界を分担させることにより、永久磁石に分担される磁界を小さくして不可逆減磁を抑制することを行っている。

特開２００３−４７１８５号公報

しかしながら、上記した従来の提案された構造を有する回転電機では、空隙は、永久磁石の外周側のロータコアの部分に設けられているので、空隙の分、永久磁石をロータの内周側に配置する必要がある。このため、永久磁石からロータコアの外周面に到達する磁束量が小さくなる（磁路長が長くなり磁気抵抗が大きくなるため）ので、ロータコアを回転させる力（磁石トルクあるいは主磁束）が小さくなるという問題点がある。

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あり、この発明の１つの目的は、永久磁石の不可逆減磁を抑制しながら、ロータコアを回転させる力（磁石トルクあるいは主磁束）が小さくなるのを抑制することが可能な回転電機を提供することである。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記目的を達成するために、この発明の一の局面による回転電機は、ロータコアと、ロータコアの外周部近傍に埋め込まれた永久磁石とを備え、永久磁石の内周面側で、かつ、永久磁石の内周面の端部近傍のロータコアの部分には、永久磁石が不可逆減磁するのを抑制するための空隙が設けられており、空隙の内周側の端部は、永久磁石の内周面と、永久磁石の中央部の内周側の端部に接する円における永久磁石の中央部の内周側の端部に接する部分の接線上近傍との間に位置するように構成されている。

この一の局面による回転電機では、上記のように、永久磁石の内周面側で、かつ、永久磁石の内周面近傍のロータコアの部分に、永久磁石が不可逆減磁するのを抑制するための空隙を設けることによって、空隙が永久磁石の外周面側のロータコアの部分に設けられる場合と異なり、空隙が外周面側に設けられない分、永久磁石をロータコアのより外側に配置することができる。これにより、相対的に磁路長が短くなり磁気抵抗が小さくなり、永久磁石からロータコアの外周面に到達する磁束量が大きくなるので、空隙により永久磁石の不可逆減磁を抑制しながら、ロータコアを回転させる力（磁石トルクあるいは主磁束）が小さくなるのを抑制することができる。また、永久磁石をロータコアの外側に配置することができる分、永久磁石とロータコアの外周面との間のロータコア部分の質量が小さくなるので、ロータコアの回転による遠心力によって、ロータコアの外周と空隙間のロータコアのスリット部が変形するのを抑制することができる。

本発明の第１実施形態による回転電機の断面図である。本発明の第１実施形態による回転電機のステータとロータとを示す平面図である。図２の２００−２００線に沿った断面図である。本発明の第１実施形態による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。比較例による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第２実施形態による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第３実施形態による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。図７の３００−３００線に沿った断面図である。本発明の第４実施形態による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第４実施形態による切断前の永久磁石を示す図である。本発明の第４実施形態による切断前の永久磁石を示す図である。本発明の第４実施形態による切断された永久磁石を組み合わせた状態を示す図である。本発明の第４実施形態による切断された永久磁石を組み合わせた状態を示す図である。本発明の第５実施形態による回転電機の断面図である。本発明の第５実施形態による回転電機のステータとロータとを示す平面図である。本発明の第１〜第５実施形態の第１変形例による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第１〜第５実施形態の第２変形例による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第１〜第５実施形態の第３変形例による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第１〜第５実施形態の第４変形例による回転電機の１極分の永久磁石と空隙とを示す図である。本発明の第５実施形態の変形例による回転電機のエンドリングを示す図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

（第１実施形態）
まず、図１〜図４を参照して、本発明の第１実施形態による回転電機１００の構成について説明する。

図１に示すように、回転電機１００は、ステータ１と、ロータ２と、ファン３と、軸受４ａおよび４ｂと、ファンカバー５と、ブラケット６ａおよび６ｂと、フレーム７とを備えている。

ステータ１とロータ２とは、フレーム７の内部に配置されている。また、ステータ１とロータ２とは、ロータ２の半径方向に対向するように配置されている。また、フレーム７の両端には、それぞれ、ブラケット６ａおよび６ｂが取り付けられている。ブラケット６ａおよび６ｂには、それぞれ、玉軸受などからなる軸受４ａおよび４ｂが取り付けられている。ロータ２には、ロータ２を貫通するように、後述するシャフト２２が設けられている。また、シャフト２２は、ブラケット６ａおよび６ｂにそれぞれ設けられる軸受４ａおよび４ｂに支持されている。また、ファン３は、シャフト２２の一方端に取り付けられている。また、ファン３を覆うように、ファンカバー５が、ブラケット６ａに取り付けられている。

また、図２に示すように、ステータ１は、複数のスロット１２が形成されているステータコア１１と、巻線１３とから構成されている。複数のスロット１２は、ステータコア１１の内側に形成されている。図２では、２４個のスロット１２がステータコア１１に形成されている。ステータコア１１は、たとえば電磁鋼板を積層して形成される。また、巻線１３は、スロット１２間に巻回されている。なお、巻線１３は、集中巻、または、分布巻によって巻回されている。また、スロット１２とスロット１２との間のステータコア１１の部分は、ティース部１４を構成している。また、ステータコア１１の外周部は、ヨーク部１５を構成している。

また、ロータ２は、ロータコア２１と、シャフト２２と、複数の永久磁石２３とから構成されている。ロータコア２１は、たとえば電磁鋼板を積層して形成される。なお、ロータコア２１は、たとえば、鉄などの強磁性体部材を円形に折り曲げたものであってもよいし、円筒形の強磁性体部材であってもよい。また、円筒形の強磁性体部材は、鋳物等により構成されてもよい。また、シャフト２２は、ロータコア２１の中心を貫通するように設けられている。また、複数の永久磁石２３は、ロータコア２１の外周部に埋め込まれている。また、複数の永久磁石２３は、ロータコア２１の回転方向Ｒに沿った方向に略等間隔に配置されている。また、隣接する永久磁石２３は、所定の間隔を隔てて配置されている。また、永久磁石２３は、外周側の磁極（Ｎ極、Ｓ極）が交互に反対となるようにロータコア２１の回転方向Ｒに並んでいる。また、図２では、１２個の永久磁石２３が設けられている。なお、永久磁石２３は、ロータコア２１に形成される孔部２４に埋め込まれて（嵌め込まれて）いる。また、図３に示すように、永久磁石２３は、ロータコア２１のＸ方向（回転軸方向）の一方端から他方端まで延びるように形成されている。

また、図４に示すように、永久磁石２３は、平面的に見て、六角形形状の断面を有する。具体的には、永久磁石２３の外周面は、略平坦に形成されている。ここで、第１実施形態では、永久磁石２３の中央部の半径方向の厚みｔ１は、ロータコア２１の回転方向Ｒに沿った方向の端部の厚みｔ２よりも大きくなる（ｔ１＞ｔ２）ように構成されている。すなわち、永久磁石２３は、内周側に向かって凸形状に形成されている。これにより、永久磁石２３が発生する磁束の大きさは、永久磁石２３の中央部で大きくなるとともに、端部で小さくなる。

ここで、第１実施形態では、永久磁石２３の内周面近傍のロータコア２１の部分でかつ、永久磁石２３のロータコア２１の回転方向Ｒに沿った方向の両端部には、空隙２５が設けられている。空隙２５は、ステータコア１１の巻線１３から発生する電機子反作用アンペアターンに起因する永久磁石２３の不可逆減磁を抑制する機能を有する。また、空隙２５は、永久磁石２３の内周面に接するように形成されている。また、空隙２５は、永久磁石２３の側端面の延長線Ｌ１よりも内側に設けられている。なお、空隙２５は、平面的に見て、略半円形状を有する。

また、第１実施形態では、空隙２５は、図３に示すように、ロータコア２１のＸ方向の一方端から他方端までロータコア２１の軸方向に延びるように形成されている。また、空隙２５は、ロータコア２１の永久磁石２３が埋め込まれる孔部２４と連続するように設けられている。なお、図１に示すように、ロータコア２１のＸ方向（回転軸線方向）の端部には、エンドリング（円盤状の部材）が設けられずに、空隙２５が露出している。

次に、図４および図５を参照して、空隙による永久磁石の不可逆減磁の抑制と、空隙の配置される位置に基づくロータコアのスリット部分の変形の抑制とについて、比較例（図５参照）と第１実施形態とを対比して説明する。

まず、図５に示すように、比較例によるロータコア１２０では、ロータコア１２０の外周部に上記第１実施形態の永久磁石２３と同一の形状を有する永久磁石１２１が埋め込まれている。すなわち、永久磁石１２１は、平面的に見て、六角形形状の断面を有する。また、比較例による永久磁石１２１の外周面近傍で、かつ、ロータコア１２０の回転方向Ｒに沿った方向の両端部には、空隙１２２が設けられている。この空隙１２２も上記第１実施形態の空隙２５（図３参照）と同様に、ロータコア１２０のＸ方向の一方端から他方端まで永久磁石１２１に沿って延びるように形成されている。

ここで、ステータコア１１に巻回される巻線１３（図２参照）による電機子反作用アンペアターン（起磁力）に起因して、永久磁石１２１が不可逆減磁してしまう場合がある。すなわち、永久磁石１２１が本来有する残留磁束密度が、巻線１３による電機子反作用アンペアターンにより不可逆的に減ってしまう場合がある。しかしながら、比較例では、永久磁石１２１の外周面の両端部に設けられる空隙１２２の効果で永久磁石１２１に影響を及ぼす磁界が空隙１２２との分担で小さくなる。その結果、永久磁石１２１の不可逆減磁が抑制される。

また、図４に示す第１実施形態の永久磁石２３も上記図５に示す比較例による永久磁石１２１と同様に、ステータコア１１に巻回される巻線１３（図２参照）による電機子反作用アンペアターン（起磁力）により、不可逆減磁してしまう場合がある。しかしながら、永久磁石２３の内周面の両端部に設けられる空隙２５の効果により、永久磁石２３に影響を及ぼす磁界が同様に空隙２５との分担で小さくなる。その結果、永久磁石２３の不可逆減磁が抑制される。

ここで、第１実施形態では、上記図５に示す空隙１２２が永久磁石１２１の外周面側に設けられる比較例と異なり、空隙２５は、永久磁石２３の内周面近傍（内周面）に設けられている。これにより、第１実施形態の永久磁石２３とロータコア２１の外周までの間の距離Ｄ１（図４参照）は、比較例の永久磁石１２１とロータコア１２０の外周までの間の距離Ｄ２（図５参照）よりも小さく（Ｄ１＜Ｄ２）なる。その結果、ロータコア２１が回転した場合、永久磁石２３とロータコア２１の外周までの間のロータコア２１の部分Ａ（図４参照）の質量が、比較例の永久磁石１２１とロータコア１２０の外周までの間のロータコア１２０の部分Ｂ（図５参照）の質量より小さくなる分、ロータコア２１の部分Ａにかかる遠心力が小さくなるので、ロータコア２１のスリット部分Ａの変形が抑制される。なお、ロータコア２１のスリット部分Ａに生じる集中応力（Ｎ／ｍｍ^２）は、ロータコア２１の材料（たとえば鉄）の降伏値（Ｎ／ｍｍ^２、弾性を示す限界の値）よりも小さくする必要がある。これにより、遠心力によりロータコア２１のスリット部分Ａが一時的に変形しても、ロータコア２１の回転が停止した後に、ロータコア２１のスリット部分Ａは、元の形状に戻る。

また、上記特許文献１に係る空隙が設けられない従来の回転電機では、外周部近傍における永久磁石の配置によっては、永久磁石の磁束が漏れ磁束となり有効に活用できないことがあった。これに対し、上記図５に示す比較例では、空隙１２２の効果により空隙１２２とロータコア１２０の外周間のスリット部分Ｂを故意に磁気飽和させることにより、永久磁石１２１の磁束回路を遮断し漏れ磁束を低減することができる。また、上記図５に示す比較例と同様に、第１実施形態において漏れ磁束を低減する場合には、ロータコア２１のスリット部分Ａを磁気飽和させればよい。

第１実施形態では、上記のように、永久磁石２３の内周面側で、かつ、永久磁石２３の内周面近傍のロータコア２１の部分に、永久磁石２３が不可逆減磁するのを抑制するための空隙２５を設けることによって、空隙２５が永久磁石２３の外周面側のロータコア２１の部分に設けられる場合と異なり、空隙２５が外周面側に設けられない分、永久磁石２３をロータコア２１のより外側に配置することができる。これにより、相対的に磁路長が短くなり磁気抵抗が小さくなり、永久磁石２３からロータコア２１の外周面に到達する磁束量が大きくなるので、空隙２５により永久磁石２３の不可逆減磁を抑制しながら、ロータコア２１を回転させる力（磁石トルクあるいは主磁束）が小さくなるのを抑制することができる。また、永久磁石２３をロータコア２１の外側に配置することができる分、永久磁石２３とロータコア２１の外周面との間のロータコア２１の部分の質量が小さくなるので、ロータコア２１の回転による遠心力によって、ロータコア２１のスリット部分Ａが変形するのを抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、永久磁石２３のロータコア２１の回転方向Ｒに沿った方向の両端部の近傍に空隙２５を設ける。これにより、不可逆減磁し易い永久磁石２３の両端部の近傍に空隙２５が設けられるので、永久磁石２３の不可逆減磁を効果的に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、永久磁石２３の内周面に接するように空隙２５を形成する。これにより、空隙２５が永久磁石２３から離れた位置に形成される場合と異なり、永久磁石２３の不可逆減磁を確実に抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、空隙２５を永久磁石２３の側端面の延長線Ｌ１よりも内側に設ける。永久磁石２３の側端面の延長線Ｌ１よりも外側にはみ出すように形成された空隙では、永久磁石間のロータコア間の幅が小さくなり、磁石トルク以外にリラクタンストルクを活用する場合に、その部分の幅が小さいと磁気飽和によりリラクタンストルクが有効活用できない。一方、永久磁石２３の側端面の延長線Ｌ１よりも内側に設けられた空隙２５により、永久磁石２３間のロータコア２１間の幅を確保することでリラクタンストルクを有効活用することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、永久磁石２３の中央部の半径方向の厚みｔ１を、永久磁石２３のロータコア２１の回転方向Ｒに沿った方向の端部の半径方向の厚みｔ２よりも大きくする。これにより、永久磁石２３を矩形形状に形成する（つまり、永久磁石の中央部の半径方向の厚みと端部の半径方向の厚みとを等しくする）場合と異なり、永久磁石２３を周方向に沿って隣接して配置した場合に、隣接する永久磁石２３の内側の端部同士が接触するのを、端部の厚みｔ２を小さくする（面取りする）ことにより抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ロータコア２１のＸ方向（回転軸線方向）の一方端から他方端まで延びるように空隙２５を形成する。これにより、空隙２５が、ロータコア２１のＸ方向の一方端から他方端まで延びるように形成されていない（たとえば空隙２５がロータコア２１の一方端からロータコア２１の中央部まで形成されている）場合と比べて、永久磁石２３の不可逆減磁をより抑制することができる。

また、第１実施形態では、上記のように、ロータコア２１のＸ方向（回転軸線方向）の端部には、エンドリングが設けられずに、空隙２５が露出している。これにより、ロータコア２１のＸ方向の端部にエンドリングが設けられる場合と異なり、エンドリング部分に巻線１３からの電機子反作用アンペアターンの影響によって渦電流損失が発生することがないため、その熱による影響で永久磁石２３が不可逆減磁する問題が発生しない。

また、第１実施形態では、上記のように、ロータコア２１に永久磁石２３を埋め込むための孔部２４を設けて、永久磁石２３が不可逆減磁するのを抑制するための空隙２５を、孔部２４と連続するように形成する。これにより、たとえば永久磁石２３を軸方向に複数に分割して、分割した永久磁石２３を順次孔部２４に挿入する場合に、分割した永久磁石２３間の空気が空隙２５を介して外部に排出されるので、永久磁石２３間の空気が圧縮され圧力が高くなることに起因して、永久磁石２３が回転軸線方向に浮き上がるのを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、図６を参照して、第２実施形態のロータコア２１ａについて説明する。この第２実施形態では、空隙２５ａの内周側の端部２５１が、永久磁石２３の内周側の端部２３１に接する円の接線Ｌ２上に位置している。

図６に示すように、第２実施形態のロータコア２１ａでは、ロータコア２１ａの外周部に永久磁石２３が埋め込まれており、永久磁石２３の内周面近傍で、かつ、永久磁石２３のロータコア２１ａの回転方向Ｒに沿った方向の両端部には、空隙２５ａが設けられている。ここで、第２実施形態では、空隙２５ａの内周側の端部２５１が、永久磁石２３の内周側の端部２３１に接する円の接線Ｌ２上に位置している。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第２実施形態では、上記のように、空隙２５ａの内周側の端部２５１を、永久磁石２３の中央部の内周側の端部２３１に接する円の接線Ｌ２上に位置するように構成する。これにより、永久磁石２３の中央部における減磁耐量と、永久磁石２３の端部における減磁耐量とを略同じにすることができる。

（第３実施形態）
次に、図７および図８を参照して、第３実施形態のロータコア２１ｂについて説明する。この第３実施形態では、永久磁石２３が不可逆減磁するのを抑制するための空隙２５に加えて、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量を調整するための空隙２６が設けられている。

図７に示すように、第３実施形態のロータコア２１ｂでは、永久磁石２３の中央部の内周面近傍のロータコア２１ｂの部分には、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量を調整するための空隙２６が設けられている。また、空隙２６は、図８に示すように、ロータコア２１ｂのＸ方向（回転軸線方向）の一方端から他方端まで永久磁石２３に沿って延びるように形成されている。また、空隙２６には、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量を調整するための樹脂などからなるおもり２７が埋め込まれている。なお、空隙２６は、複数の永久磁石２３のそれぞれの内周面近傍のロータコア２１ｂの部分に設けられている。一方、おもり２７は、全ての空隙２６に設けられるのではなく、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量を調整するように空隙２６に選択的に設けられている。なお、第３実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

第３実施形態では、上記のように、永久磁石２３の中央部の内周面近傍のロータコア２１ｂの部分に、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量を調整するための空隙２６を設ける。これにより、たとえば永久磁石２３の配置位置のばらつき、コア打ち抜き後のロータコアの孔部の配置のバラツキなどに起因して、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量が取れない場合でも、空隙２６に樹脂などのおもり２７を埋め込むことにより、容易に、ロータコア２１ｂの回転の残留アンバランス量を調整することができる。

（第４実施形態）
次に、図９および図１０を参照して、第４実施形態のロータコア２１ｃについて説明する。この第４実施形態では、上記永久磁石２３が１つの永久磁石から構成されている第１〜第３実施形態と異なり、永久磁石２３ａが複数の永久磁石２３１ａおよび２３１ｂから構成されている。

図９に示すように、第４実施形態のロータコア２１ｃでは、五角形形状の永久磁石２３ａが、ロータコア２１ｃの外周部に埋め込まれている。また、永久磁石２３ａは、２つの永久磁石２３１ａおよび２３１ｂから構成されている。また、図１０に示すように、永久磁石２３１ａおよび２３１ｂは、１つの矩形状の永久磁石２８ａ（図１０参照）および永久磁石２８ｂ（図１１参照）を２つに分割することにより形成されている。具体的には、永久磁石２３ａは、永久磁石２８ａの分割ピースＡ１と永久磁石２８ｂのＢ２との組合せ、または、永久磁石２８ａの分割ピースＡ２と永久磁石２８ｂのＢ１との組合せにより、構成可能である。これにより、永久磁石２８ａおよび２８ｂの全ての部分をロータコア２１ｃに埋め込む永久磁石２３１ａおよび２３１ｂとして使用することができるので、永久磁石２８ａおよび２８ｂの歩留まりを向上させることが可能となる。なお、第４実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

（第５実施形態）
次に、図１４および図１５を参照して、第５実施形態の回転電機１０１について説明する。この第５実施形態では、上記ロータコア２１にエンドリングが設けられない第１〜第４実施形態と異なり、ロータコア２１にエンドリング２９が設けられている。

図１４に示すように、第５実施形態の回転電機１０１では、ロータコア２１のＸ方向（回転軸方向）の一方端と他方端とにエンドリング２９が設けられている。なお、エンドリング２９は、電気伝導率が小さい非磁性体から構成されている。また、図１５に示すように、エンドリング２９には、平面的に見て、ロータコア２１に設けられる空隙２５（図２参照）に対応する位置に孔部２９ａが形成されている。そして、Ｘ方向の一方端に設けられるエンドリング２９の孔部２９ａ、ロータコア２１の空隙２５、および、Ｘ方向の他方端に設けられるエンドリング２９の孔部２９ａにより、貫通孔が形成される。これにより、ロータコア２１の表面、エンドリング２９に、巻線１３からの影響によって渦電流損失が発生し、それぞれの部位が発熱した場合でも、ロータコア２１の空隙２５およびエンドリング２９の孔部２９ａ、ブラケット６ａ、６ｂの孔部を介してファン３による強制対流により大気へ、熱を放熱することが可能となる。その結果、ロータコア２１を冷却し永久磁石２３の温度が高くならないようにすることが可能となる。なお、第５実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

たとえば、上記第１〜第５実施形態では、六角形形状（第１、第２、第３および第５実施形態）または五角形形状（第４実施形態）の永久磁石がロータコアに埋め込まれる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図１６に示す第１変形例のように、略半円形状（楕円を長軸に沿って切断した形状）の永久磁石２３ｂがロータコア２１ｄに埋め込まれていてもよい。なお、永久磁石２３ｂの内周面の両端部の近傍には、空隙２５ｂが形成されている。また、図１７に示す第２変形例のように、矩形形状の永久磁石２３ｃがロータコア２１ｅに埋め込まれていてもよい。なお、永久磁石２３ｂの内周面の両端部の近傍には、空隙２５ｃが形成されている。また、図１８に示す第３変形例のように、長円形状の永久磁石２３ｄがロータコア２１ｆに埋め込まれていてもよい。なお、永久磁石２３ｄの内周面の両端部の近傍には、空隙２５ｄが形成されている。また、図１９に示す第４変形例のように、内周側に凸状に形成される円弧形状の永久磁石２３ｅがロータコア２１ｇに埋め込まれていてもよい。なお、永久磁石２３ｅの内周面の両端部の近傍には、空隙２５ｅが形成されている。

また、上記第１〜第５実施形態では、永久磁石の両端部の近傍に永久磁石が不可逆減磁するのを抑制するための空隙が形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、永久磁石の内周面近傍に３つ以上の空隙を形成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、永久磁石が不可逆減磁するのを抑制するための空隙が、永久磁石が埋め込まれる孔部と連続するように形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、永久磁石が不可逆減磁するのを抑制するための空隙を永久磁石が埋め込まれる孔部から離れた位置に形成してもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、平面的に見て、略半円形状の空隙が、ロータコアに形成される例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、平面的に見て、略三角形形状や、略四角形形状などの略半円形状以外の形状の空隙が形成されていてもよい。

また、上記第２実施形態では、空隙の内周側の端部が、永久磁石の内周側の端部に接する円の接線上に位置している例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、空隙の内周側の端部が、永久磁石の内周側の端部に接する円の接線上の近傍に位置していればよい。

また、上記第５実施形態では、ロータコアに孔部を有するエンドリングが設けられている例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、図２０に示す第５実施形態の変形例のように、孔部の形状を２９ａに拘らず異なった形をエンドリング２９に設けてもよい。

また、上記第１〜第５実施形態では、ファン３およびファンカバー５を設け、ブラケット６ａおよび６ｂに通風孔を設ける構成であったが、これに限られない。ファン３およびファンカバー５を設けず、ブラケット６ａおよび６ｂに通風孔を設けない構成であってもよい。

また、上記第１〜第５実施形態の本発明に係る回転電機は、電動機であってもよいし、発電機であってもよい。

１１ステータコア
２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、２１ｅ、２１ｆ、２１ｇロータコア
２３、２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄ、２３ｅ永久磁石
２４孔部
２５、２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄ、２５ｅ空隙
２６空隙
１００、１０１回転電機

Claims

ロータコアと、
前記ロータコアの外周部近傍に埋め込まれた永久磁石とを備え、
前記永久磁石の内周面側で、かつ、前記永久磁石の内周面の端部近傍の前記ロータコアの部分には、前記永久磁石が不可逆減磁するのを抑制するための空隙が設けられており、
前記空隙の内周側の端部は、前記永久磁石の内周面と、前記永久磁石の中央部の内周側の端部に接する円における前記永久磁石の中央部の内周側の端部に接する部分の接線上近傍との間に位置するように構成されている、回転電機。
前記空隙は、前記永久磁石の内周面近傍で、かつ、前記永久磁石の前記ロータコアの回転方向に沿った方向の両端部の近傍に設けられている、請求項１に記載の回転電機。
前記空隙は、前記永久磁石の内周面に接するように設けられている、請求項１または２に記載の回転電機。
前記空隙は、前記永久磁石の側端面の延長線よりも内側に設けられている、請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転電機。
前記永久磁石の中央部の半径方向の厚みは、前記永久磁石の前記ロータコアの回転方向に沿った方向の端部の半径方向の厚みよりも大きくなるように構成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機。
前記永久磁石の前記ロータコアの回転方向に沿った方向の端部の半径方向の厚みと前記空隙の半径方向の長さとの和は、前記永久磁石の中央部の半径方向の厚みに略等しい、請求項５に記載の回転電機。
前記空隙の内周側の端部は、前記永久磁石の中央部の内周側の端部に接する円における前記永久磁石の中央部の内周側の端部に接する部分の接線上に位置するように構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転電機。
前記空隙は、前記ロータコアの回転軸線方向の一方端から他方端まで延びるように形成されている、請求項１〜７のいずれか１項に記載の回転電機。
前記ロータコアの回転軸線方向の端部には、エンドリングが設けられずに、前記空隙が露出している、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機。
前記ロータコアの回転軸線方向の端部には、エンドリングが設けられており、前記空隙は、前記エンドリングに覆われている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の回転電機。
前記永久磁石の中央部の内周面近傍の前記ロータコアの部分には、前記ロータコアの回転のバランスを調整するための空隙が設けられている、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の回転電機。
前記ロータコアには、前記ロータコアに前記永久磁石を埋め込むための孔部が形成されており、前記永久磁石が減磁するのを抑制するための前記空隙は、前記孔部と連続するように形成されている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の回転電機。
前記ロータコアの半径方向に対向するように配置されるステータコアをさらに備え、
前記永久磁石は、前記ロータコアの周方向に略等間隔に配置されるように複数埋め込まれており、前記空隙は、前記ステータコア側から発生する起磁力に起因する前記永久磁石の不可逆減磁を抑制するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の回転電機。
前記ロータコアの外周部近傍に埋め込まれた永久磁石は、複数設けられ、
前記複数の永久磁石の個々の永久磁石は、１つの永久磁石を複数に分割するとともに、前記分割された複数の永久磁石を組み合わせることにより構成されている、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の回転電機。