JP7415024B2 - 電動機、送風機及び空気調和装置 - Google Patents

Description

本開示は、回転子、電動機、送風機及び空気調和装置に関する。

電動機に用いられる回転子として、２種類の永久磁石を有する回転子が提案されている。例えば、特許文献１及び２を参照。

特許文献１及び２に記載された回転子は、回転軸に支持された第１の永久磁石と、第１の永久磁石の外周に支持され、第１の永久磁石の磁極より強い磁極を有する第２の永久磁石とを有する。特許文献１及び２では、第２の永久磁石は、回転子の外周を形成している。これにより、回転子から電動機の固定子に流れる磁束の磁束量を多くすることができる。

特開２００５－１５１７５７号公報 特開２０１１－０８７３９３号公報

しかしながら、一般的に、強い磁極を有する永久磁石は、高価である。そのため、第１の永久磁石の磁極より強い磁極を有する第２の永久磁石が回転子の外周の全てを形成している場合、回転子の製造コストが増加する。

本開示は、回転子の製造コストを低減しつつ、回転子において発生する磁束の磁束量を十分に確保することを目的とする。

本開示の一態様に係る電動機は、回転子と固定子とを有し、前記回転子の軸方向の長さは前記固定子の固定子鉄心の前記軸方向の長さより長い。前記回転子は、回転軸と、前記回転軸に支持された第１の永久磁石と、前記第１の永久磁石の外周に支持され、前記第１の永久磁石の磁極より強い磁極を有する第２の永久磁石とを有する。前記第２の永久磁石は、前記第１の永久磁石の周方向に間隔をあけて配置された複数の磁石部を有する。前記回転軸の軸方向の前記第１の永久磁石の中央部における前記複数の磁石部の各磁石部の前記周方向の幅である第１の幅は、前記軸方向の前記第１の永久磁石の端部における前記各磁石部の前記周方向の幅である第２の幅より広い。前記第１の永久磁石は、前記軸方向の前記中央部に形成された段差部において分割された第１の分割磁石部及び第２の分割磁石部を有する。前記段差部は、前記第１の永久磁石の前記外周から、前記第１の永久磁石の径方向の内側に向けて窪んでいる。前記磁石部は、前記第１の永久磁石の前記軸方向の中央部において前記磁石部から前記径方向の内側に延びる張り出し部であって、前記段差部に嵌合する張り出し部を有する。

本開示によれば、回転子の製造コストを低減しつつ、回転子において発生する磁束の磁束量を十分に確保することができる。

実施の形態１に係る電動機の構成を示す平面図である。 図１に示される回転子の構成及び固定子の構成の一部を示す側面図である。 図２に示される回転子の構成を示す平面図である。 図３に示されるフェライトボンド磁石の構成を示す平面図である。 実施の形態１に係る回転子の構成を示す断面図である。 図５に示されるフェライトボンド磁石をＡ６－Ａ６線で切断した断面図である。 実施の形態１に係る回転子の製造工程を示すフローチャートである。 実施の形態１に係る回転子本体の製造工程を示すフローチャートである。 比較例１に係る回転子の構成を示す平面図である。 （Ａ）は、比較例２に係る回転子の構成を示す側面図である。（Ｂ）は、比較例２に係る回転子の構成を示す断面図である。 比較例１に係る回転子の表面磁束密度の分布、及び比較例２に係る回転子の表面磁束密度の分布を示すグラフである。 実施の形態１に係る回転子の表面磁束密度の分布、及び比較例１に係る回転子の表面磁束密度の分布を示すグラフである。 実施の形態２に係る回転子の構成を示す側面図である。 実施の形態３に係る回転子の構成を示す平面図である。 実施の形態４に係る回転子の構成を示す断面図である。 図１５に示される回転子をＡ１６－Ａ１６線で切断した断面図である。 実施の形態５に係る回転子の構成を示す断面図である。 図１７に示される回転子の構成を示す部分断面図である。 実施の形態６に係る回転子の構成を示す部分断面図である。 実施の形態７に係る回転子の構成を示す断面図である。 実施の形態８に係る回転子の構成を示す平面図である。 実施の形態８に係る回転子の構成を示す側面図である。 図２１に示される回転子をＡ２３－Ａ２３線で切断した断面図である。 実施の形態８の変形例１に係る回転子の構成を示す平面図である。 図２４に示される回転子をＡ２５－Ａ２５線で切断した断面図である。 実施の形態９に係る空気調和装置の構成を概略的に示す図である。

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

図面に示される回転子等の構成についての説明の理解を容易にするために、各図には、必要に応じて、ｘｙｚ直交座標系が示されている。ｚ軸は、回転子の軸線Ｃ１に平行な座標軸である。ｘ軸は、ｚ軸に直交する座標軸である。ｙ軸は、ｘ軸及びｚ軸の両方に直交する座標軸である。

《実施の形態１》
図１は、実施の形態１に係る電動機１００の構成を示す平面図である。電動機１００は、例えば、永久磁石同期電動機である。電動機１００は、回転子１と、固定子９とを有する。回転子１は、固定子９の内側に配置されている。つまり、電動機１００は、インナロータ型の電動機である。回転子１と固定子９との間には、エアギャップＧが形成されている。エアギャップＧは、例えば、０．５ｍｍの空隙である。

回転子１は、回転軸としてのシャフト１０を有する。シャフト１０は、ｚ軸方向に伸びている。以下の説明では、ｚ軸方向を「軸方向」とも呼ぶ。また、シャフト１０の軸線Ｃ１を中心とする円の円周に沿った方向（例えば、図１に示される矢印Ｒ１）を「周方向」、ｚ軸方向に直交して軸線Ｃ１を通る直線の方向を「径方向」と呼ぶ。回転子１の他の構成については、後述する。

〈固定子〉
固定子９は、固定子鉄心９１と、固定子鉄心９１に巻き付けられたコイル９２とを有する。固定子鉄心９１は、軸線Ｃ１を中心とする環状のヨーク９１ａと、ヨーク９１ａから径方向内側に伸びる複数のティース９１ｂとを有する。複数のティース９１ｂは、周方向Ｒ１に等角度の間隔で配置されている。ティース９１ｂの径方向内側の先端部は、エアギャップＧを介して回転子１の外周１ａに対向している。図１では、ティース９１ｂの個数は１２個であるが、１２個に限らず、任意の個数に設定されてもよい。

〈回転子〉
図２は、実施の形態１に係る回転子１の構成及び固定子９の構成の一部を示す側面図である。図３は、図２に示される回転子１の構成を示す平面図である。図２及び３に示されるように、回転子１は、シャフト１０と、第１の永久磁石としてのフェライトボンド磁石２０と、第２の永久磁石としての希土類ボンド磁石３０とを有する。

図２に示されるように、実施の形態１では、回転子１の軸方向の長さＬ１は、固定子９の固定子鉄心９１の軸方向の長さＬ９より長い。これにより、回転子１の永久磁石（つまり、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０）から固定子９のコイル９２に流れる鎖交磁束の磁束量を増加させることができる。

フェライトボンド磁石２０は、シャフト１０に支持されている。フェライトボンド磁石２０は、フェライト磁石と樹脂とを含む。フェライトボンド磁石２０に含まれる樹脂は、例えば、ナイロン樹脂、ＰＰＳ（Ｐｏｌｙ Ｐｈｅｎｙｌｅｎｅ Ｓｕｌｆｉｄｅ）樹脂、エポキシ樹脂などである。

希土類ボンド磁石３０は、フェライトボンド磁石２０の外周２０ａに支持されている。希土類ボンド磁石３０は、希土類磁石と樹脂とを含む。希土類磁石は、例えば、ネオジウム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）及びホウ素（Ｂ）を含むネオジウム磁石、又はサマリウム（Ｓｍ）、Ｆｅ及び窒素（Ｎ）を含むサマリウム鉄窒素磁石などである。希土類ボンド磁石３０に含まれる樹脂は、フェライトボンド磁石２０に含まれる樹脂と同様に、例えば、ナイロン樹脂、ＰＰＳ樹脂、エポキシ樹脂などである。

フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０は、互いに磁極の強さ（つまり、磁気量）が異なる。具体的には、希土類ボンド磁石３０は、フェライトボンド磁石２０の磁極より強い磁極を有する。言い換えれば、希土類ボンド磁石３０の磁力は、フェライトボンド磁石２０の磁力より大きい。また、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０は、互いに線膨張係数が異なる。

図４は、図３に示されるフェライトボンド磁石２０の構成を示す平面図である。図４に示されるように、ｘｙ平面に平行なフェライトボンド磁石２０の平面形状は、軸線Ｃ１を中心とした環状である。フェライトボンド磁石２０の外周２０ａは、回転子１の外周１ａ（図１参照）の一部を形成する。フェライトボンド磁石２０は、軸線Ｃ１を中心として周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の溝部２１を有する。複数の溝部２１は、軸線Ｃ１を中心に周方向Ｒ１に等角度の位置に配置されている。溝部２１は、フェライトボンド磁石２０の外周２０ａから内周２０ｂに向けて凹んでいる。溝部２１は、軸方向に長い長溝である。

フェライトボンド磁石２０は、極異方性を有するように配向されている。これにより、複数の溝部２１は、Ｓ極の溝部２１ａと、Ｎ極の溝部２１ｂとを有する。つまり、周方向Ｒ１に隣接する複数の溝部２１ａ、２１ｂは、互いに極性が異なる磁極を有する。図４に示される円弧状の矢印Ｆ２は、フェライトボンド磁石２０における磁束の向きを示している。Ｓ極の溝部２１ａの径方向外側から流れ込んだ磁束が周方向Ｒ１に隣接するＮ極の溝部２１ｂへと進む。そのため、回転子１（図２参照）は、フェライトボンド磁石２０の径方向内側に磁路を構成する回転子鉄心を必要としない。これにより、回転子１における部品点数を削減することができ、且つ回転子１を軽量化することができる。

図３に示されるように、実施の形態１では、フェライトボンド磁石２０は、樹脂部６０を介してシャフト１０に支持されている。樹脂部６０は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂から形成されている。樹脂部６０は、内筒部６１と、外筒部６２と、複数（実施の形態１では、４つ）のリブ６３とを有する。内筒部６１は円筒状であり、シャフト１０の外周１０ａに固定されている。外筒部６２は円筒状であり、フェライトボンド磁石２０の内周２０ｂに固定されている。複数のリブ６３は、内筒部６１と外筒部６２とを接続している。複数のリブ６３は、内筒部６１から径方向外側に放射状に延びている。複数のリブ６３は、軸線Ｃ１を中心に周方向Ｒ１に等角度の位置に配置されている。なお、フェライトボンド磁石２０は、樹脂部６０を介さずにシャフト１０に直接固定されていてもよい。

希土類ボンド磁石３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の磁石部としての複数の希土類磁石部３１を有する。複数の希土類磁石部３１の各々の外周３１ａは、回転子１の外周１ａ（図１参照）の一部を形成している。希土類磁石部３１の外周３１ａ及び内周３１ｂは、同心円上に位置している。つまり、希土類磁石部３１の径方向の厚みは、周方向Ｒ１において、一定である。

複数の希土類磁石部３１はそれぞれ、極異方性を有するように配向されている。周方向Ｒ１に隣接する複数の希土類磁石部３１は、互いに極性が異なる磁極を有している。図３に示される円弧状の矢印Ｆ３は、希土類磁石部３１における磁束の向きを示している。Ｓ極の希土類磁石部３１の径方向外側から流れ込んだ磁束が、周方向Ｒ１に隣接するＮ極の希土類磁石部３１へと進む。実施の形態１では、希土類ボンド磁石３０は８個の希土類磁石部３１を有しているため、回転子１は８個の磁極を有している。なお、回転子１の極数は８個に限らず、２ｎ個以上であればよい。ｎは、１以上の自然数である。

希土類磁石部３１は、フェライトボンド磁石２０の溝部２１（図４参照）に配置されている。フェライトボンド磁石２０及び希土類磁石部３１は、互いに接合されている。実施の形態１では、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０が一体成形（「２色成形」ともいう）されることによって、希土類磁石部３１がフェライトボンド磁石２０の溝部２１に接合される。これにより、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０を有する回転子本体５０が構成される。

実施の形態１において、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０が一体成形されるとは、先に製造されたフェライトボンド磁石２０を金型に配置した状態で希土類ボンド磁石３０を成形することである。これにより、希土類ボンド磁石３０（つまり、複数の希土類磁石部３１）を金型に配置した状態でフェライトボンド磁石２０を成型する構成と比較して、複数（実施の形態１では、８個）の希土類磁石部３１を金型に配置する作業が不要となるため、回転子本体５０の生産性を向上させることができる。

図２に示されるように、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃは、固定子鉄心９１と径方向に対向する。また、複数の希土類磁石部３１の各希土類磁石部３１の周方向の幅は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄから中央部２０ｃに向けて徐々に広くなる。軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける複数の希土類磁石部３１の各希土類磁石部３１の周方向Ｒ１の幅を第１の幅Ｗ１、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける各希土類磁石部３１の周方向の幅を第２の幅Ｗ２としたとき、第１の幅Ｗ１は、第２の幅Ｗ２より広い。つまり、第１の幅Ｗ１及び第２の幅Ｗ２は、以下の式（１）を満たす。
Ｗ１＞Ｗ２ （１）
これにより、固定子鉄心９１と径方向に対向するフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部３１の磁極は、フェライトボンド磁石２０の軸方向の端部２０ｄにおける希土類磁石部３１の磁極より強くなる。したがって、回転子１において発生する磁束の磁束量を十分に確保することができる。

ここで、回転子１の軸方向の長さＬ１が固定子鉄心９１の軸方向の長さＬ９より長いときに、回転子１の軸方向の端部（つまり、後述する図５に示される端部１ｄ）から固定子９に流れる磁束に漏れ磁束が含まれる場合がある。実施の形態１によれば、上述した通り、第１の幅Ｗ１が第２の幅Ｗ２より広いため、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部３１の磁極は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける希土類磁石部３１の磁極より強くなる。したがって、回転子１から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができる。

図５は、実施の形態１に係る回転子１の構成を示す断面図である。図５に示されるように、フェライトボンド磁石２０は、第１の分割磁石部としての第１のフェライト磁石部４１と、第２の分割磁石部としての第２のフェライト磁石部４２とを有する。第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２は、軸方向に配列されている。つまり、実施の形態１では、フェライトボンド磁石２０は、軸方向の中央部２０ｃにおいて、２つの磁石部に分割されている。軸方向において、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２は、互いに接している。なお、図５では、シャフト１０（図２参照）の図示が省略されている。

図６は、図５に示されるフェライトボンド磁石２０をＡ６－Ａ６線で切断した示す断面図である。ここで、図５に示されるＡ６－Ａ６線は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃ（図２参照）を通る直線である。つまり、図６は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃの構成を示す断面図である。

図４及び６に示されるように、フェライトボンド磁石２０の軸方向の中央部２０ｃにおける溝部２１の周方向Ｒ１の幅を幅Ｗ２１、フェライトボンド磁石２０の軸方向の端部２０ｄにおける溝部２１の周方向の幅を幅Ｗ２２としたとき、幅Ｗ２１は、幅Ｗ２２より広い。つまり、幅Ｗ２１及び幅Ｗ２２は、以下の式（２）を満たす。
Ｗ２１＞Ｗ２２ （２）
また、幅Ｗ２１は、図２に示される第１の幅Ｗ１と等しく、幅Ｗ２２は、図２に示される第２の幅Ｗ２と等しい。つまり、フェライトボンド磁石２０の溝部２１の形状は、希土類磁石部３１の形状に対応する。

次に、図７を用いて回転子１の製造方法について、説明する。図７は、回転子１の製造工程を示すフローチャートである。回転子１の製造工程では、着磁器が用いられる。

ステップＳＴ１では、回転子本体５０を形成する。なお、ステップＳＴ１の詳細については、後述する。

ステップＳＴ２では、回転子本体５０をシャフト１０に連結する。実施の形態１では、回転子本体５０とシャフト１０とが樹脂部６０を介して一体化されることで、回転子本体５０がシャフト１０に連結される。

ステップＳＴ３では、例えば、着磁器を用いて、回転子本体５０を着磁する。具体的には、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０が極異方性を有するように、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０を着磁する。

次に、図８を用いて回転子本体５０を形成する工程（つまり、図７に示されるステップＳＴ１）の詳細について説明する。図８は、回転子本体５０を形成する工程を示すフローチャートである。回転子本体５０を形成する工程では、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を成形するための第１の金型と、希土類ボンド磁石３０を成形するための第２の金型と、配向用の磁石とが用いられる。

ステップＳＴ１１では、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を成形するための第１の金型の内部に、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２の原料を充填する。第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２は、例えば、射出成形により成形される。なお、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２は、射出成形に限らず押圧成形などの他の成形方法によって成形されてもよい。

ステップＳＴ１２では、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２の原料を配向しつつ、予め決められた形状を有する第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を成形する。ステップＳＴ１２では、例えば、配向用の磁石を用いて、第１の金型の内部に極異方性を有する磁場を発生させた状態で、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２の原料を配向させつつ、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を成形する。これにより、極異方性を有するフェライトボンド磁石２０が成形される。また、ステップＳＴ１２では、第１のフェライト磁石部４１の端面４１ａ及び第２のフェライト磁石部４２の端面４２ａが、＋ｚ軸方向を向くように、成形される。

ステップＳＴ１３では、成形された第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を冷却する。

ステップＳＴ１４では、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を第１の金型から取り出す。

ステップＳＴ１５では、ステップＳＴ１４において取り出された第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を脱磁する。

ステップＳＴ１６では、希土類ボンド磁石３０を射出成形するための第２の金型の内部に、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を配置する。ステップＳ１６では、第１のフェライト磁石部４１の軸方向の端面４１ａ及び第２のフェライト磁石部４２の軸方向の端面４２ａが接するように、第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２が、第２の金型の内部に配置されている。つまり、ステップＳＴ１６では、ステップＳＴ１２で成形された第１のフェライト磁石部４１を軸方向に反転させることで、当該第１のフェライト磁石部４１の端面４１ａが第２のフェライト磁石部４２の端面４２ａに張り合わされる。また、実施の形態１では、フェライトボンド磁石２０において、端面４１ａと端面４２ａとが接する部分（つまり、軸方向の中央部２０ｃ）に溝部２１が形成されているため、第１のフェライト磁石部４１と第２のフェライト磁石部４２との位置決め作業を容易にすることができる。

ステップＳＴ１７では、第２の金型に配置されたフェライトボンド磁石２０の溝部２１に、希土類ボンド磁石３０の原料を充填する。希土類ボンド磁石３０は、例えば、射出成形により成形される。なお、希土類ボンド磁石３０は、射出成形に限らず押圧成形などの他の成形方法によって成形されてもよい。

ステップＳＴ１８では、希土類ボンド磁石３０の原料を配向しつつ、予め決められた形状を有する希土類ボンド磁石３０を成形する。ステップＳＴ１８では、例えば、配向用の磁石を用いて、第２の金型の内部に極異方性を有する磁場を発生させた状態で、希土類ボンド磁石３０の原料を配向させつつ、希土類ボンド磁石３０（つまり、複数の希土類磁石部３１）を成形する。これにより、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０が一体成形された回転子本体５０が形成される。

ステップＳＴ１９では、ステップＳＴ１８において形成された回転子本体５０を冷却する。

ステップＳＴ２０では、第２の金型から冷却された回転子本体５０を取り出す。

ステップＳＴ２１では、ステップＳＴ２０において取り出された回転子本体５０を脱磁する。

次に、実施の形態１に係る回転子１の製造コストについて、比較例１に係る回転子１０１ａと対比しながら説明する。図９は、比較例１に係る回転子１０１ａの構成を示す平面図である。なお、図９では、シャフト１０の図示が省略されている。

図９に示されるように、比較例１に係る回転子１０１ａでは、環状のフェライトボンド磁石１２０ａの外周１２０ｃに、環状の希土類ボンド磁石１３０ａが配置されている。つまり、比較例１に係る回転子１０１ａでは、回転子１０１ａの外周１０１ｃの全てが、希土類ボンド磁石１３０ａによって形成されている。

これに対し、上述した図２に示されるように、実施の形態１では、回転子１の外周１ａは、フェライトボンド磁石２０の外周２０ａ、及び希土類ボンド磁石３０の複数の希土類磁石部３１の各々の外周３１ａによって形成されている。これにより、実施の形態１に係る回転子１では、比較例１に係る回転子１０１ａと比べて、希土類ボンド磁石３０の使用量を削減することができる。具体的には、実施の形態１に係る回転子１では、比較例１に係る回転子１０１ａと比べて、希土類ボンド磁石３０の使用量を約２０％削減することができる。希土類ボンド磁石３０は、フェライトボンド磁石２０に比べて、高価である。例えば、希土類ボンド磁石３０の材料単価は、フェライトボンド磁石２０の材料単価の１０倍以上である。そのため、回転子１の外周１ａが、フェライトボンド磁石２０の外周２０ａ及び複数の希土類磁石部３１の各々の外周３１ａによって形成されていることで、希土類ボンド磁石３０の使用量を削減することができる。したがって、実施の形態１に係る回転子１の製造コストを低減することができる。

次に、実施の形態１に係る回転子１の表面磁束密度について、比較例１に係る回転子１０１ａ及び比較例２に係る回転子１０１ｂと対比しながら説明する。図１０（Ａ）は、比較例２に係る回転子１０１ｂの構成を示す側面図である。図１０（Ｂ）は、比較例２に係る回転子１０１ｂの構成を示す断面図である。なお、図１０（Ａ）及び（Ｂ）では、シャフト１０の図示が省略されている。

図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示されるように、回転子１０１ｂは、フェライトボンド磁石１２０ｂと、希土類ボンド磁石１３０ｂとを有する。希土類ボンド磁石１３０ｂは、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部１３１ｂを有する。よって、比較例２に係る回転子１０１ｂにおける希土類ボンド磁石１３０ｂの使用量は、実施の形態１に係る回転子１における希土類ボンド磁石３０の使用量と同じであり、比較例１に係る回転子１０１ａにおける希土類ボンド磁石１３０ａの使用量と相違する。また、比較例２に係る回転子１０１ｂでは、軸方向において、希土類磁石部１３１ｂの周方向Ｒ１の幅Ｗ１０が一定である。よって、比較例２に係る回転子１０１ｂは、希土類磁石部１３１ｂの形状の点で、実施の形態１に係る回転子１及び比較例１に係る回転子１０１ａと相違する。更に、比較例２に係る回転子１０１ｂでは、フェライトボンド磁石１２０ｂは、軸方向に分割されていない。よって、比較例２に係る回転子１０１ｂは、フェライトボンド磁石１２０ｂの形状の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。

図１１は、比較例１に係る回転子１０１ａの表面磁束密度の分布と、比較例２に係る回転子１０１ｂの表面磁束密度の分布とを示すグラフである。図１１において、横軸は、回転子１０１ａの外周１０１ｃ又は回転子１０１ｂの外周１０１ｄにおける周方向Ｒ１の位置［度］を示し、縦軸は、表面磁束密度［ａ．ｕ．］を示す。また、図１１において、破線は比較例１に係る回転子１０１ａの表面磁束密度の分布を示し、実線は比較例２に係る回転子１０１ｂの表面磁束密度の分布を示す。

図１１に示されるように、比較例１に係る回転子１０１ａの表面磁束密度の分布は、均一な正弦波の波形Ｓ１によって表される。これに対して、比較例２に係る回転子１０１ｂの表面磁束密度の分布も、概ね均一な略正弦波の波形Ｓ２によって表される。つまり、比較例１に係る回転子１０１ａと比較して、比較例２に係る回転子１０１ｂでは、周方向Ｒ１において、表面磁束密度の急激な変化が抑えられている。

図１２は、実施の形態１に係る回転子１の表面磁束密度の分布と、比較例１に係る回転子１０１ａの表面磁束密度の分布とを示すグラフである。図１２において、横軸は、回転子１の外周１ａ又は回転子１０１ａの外周１０１ｃにおける周方向Ｒ１の位置［度］を示し、縦軸は、表面磁束密度［ａ．ｕ．］を示す。また、図１２において、一点鎖線は実施の形態１に係る回転子１の軸方向の中央部１ｃにおける表面磁束密度の分布を示し、実線は実施の形態１に係る回転子１の軸方向の端部１ｄにおける表面磁束密度の分布を示す。また、図１２において、破線は比較例１に係る回転子１０１ａの表面磁束密度の分布を示す。

図１２に示されるように、比較例１に係る回転子１０１ａの表面磁束密度の分布は、均一な正弦波の波形Ｓ１によって表される。これに対して、実施の形態１に係る回転子１の軸方向の端部１ｄにおける表面磁束密度の分布も、概ね均一な略正弦波の波形Ｓ１１によって表される。つまり、実施の形態１に係る回転子１の軸方向の端部１ｄでは、周方向Ｒ１において、表面磁束密度の急激な変化が抑えられている。これは、フェライトボンド磁石２０の軸方向の端部２０ｄにおける希土類磁石部３１の第２の幅Ｗ２（図２参照）が、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部３１の第１の幅Ｗ１（図２参照）より狭く、軸方向の端部２０ｄにおけるフェライトボンド磁石２０の使用量が、軸方向の中央部２０ｃにおけるフェライトボンド磁石２０の使用量より多いためである。

また、実施の形態１に係る回転子１の中央部１ｃにおける表面磁束密度の分布は、略正弦波の波形Ｓ１２によって表される。回転子１の軸方向の中央部１ｃでは、磁極中心部（Ｎ極又はＳ極）では、比較例１に係る回転子１０１ａと同等の磁束密度が得られるが、極間部（Ｎ極とＳ極との間）では、比較例１に係る回転子１０１ａよりもやや劣る磁束密度が得られる。これは、図２に示される希土類磁石部３１において、第１の幅Ｗ１が第２の幅Ｗ２より広く、軸方向の中央部２０ｃにおけるフェライトボンド磁石２０の使用量が、端部２０ｄにおけるフェライトボンド磁石２０の使用量より少ないためである。しかし、実施の形態１に係る回転子１には、複数の希土類磁石部３１が備えられているので、中央部１ｃの極間部における磁束密度の低下を補うことができる。これにより、実施の形態１に係る回転子１は、比較例１に係る回転子１０１ａと同等の誘起電圧を得ることができる。

〈実施の形態１の効果〉
以上に説明したように、実施の形態１によれば、希土類ボンド磁石３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部３１を有する。希土類ボンド磁石３０は、フェライトボンド磁石２０より高価である。実施の形態１に係る回転子１では、希土類ボンド磁石３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部３１を有することにより、希土類ボンド磁石３０の使用量が削減されるため、回転子１の製造コストを低減することができる。

また、実施の形態１によれば、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける複数の希土類磁石部３１の各希土類磁石部３１の周方向の幅である第１の幅Ｗ１は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける各希土類磁石部３１の周方向の幅である第２の幅Ｗ２より広い。これにより、固定子鉄心９１と径方向に対向するフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部３１の磁極は、フェライトボンド磁石２０の軸方向の端部２０ｄにおける希土類磁石部３１の磁極より強くなる。よって、回転子１の製造コストを低減しつつ、回転子１から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができる。

ここで、図２に示されるように、回転子１の軸方向の長さＬ１が、固定子鉄心９１の軸方向の長さＬ９より長いとき、回転子１の永久磁石（つまり、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０）から固定子９のコイル９２に流れる鎖交磁束の磁束量を増加させることができる。一方で、固定子鉄心９１と径方向に対向しない回転子１の軸方向の端部１ｄからコイル９２に流れる磁束の一部が漏れ磁束となる場合がある。この場合、回転子１から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができない。実施の形態１では、希土類磁石部３１の第１の幅Ｗ１は、第２の幅Ｗ２より広い。これにより、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部３１の磁極は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける希土類磁石部３１の磁極より強くなる。したがって、回転子１から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができる。

また、実施の形態１によれば、希土類ボンド磁石３０が、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部３１を有することにより、回転子１の表面磁束密度の急激な変化が抑えられるため、回転子１は、比較例１に係る回転子１０１ａと同等の誘起電圧を得ることができる。よって、実施の形態１に係る回転子１は、比較例１に係る回転子１０１ａと同等の回転制御の精度を得ることができる。

また、実施の形態１によれば、シャフト１０に支持されるフェライトボンド磁石２０が極異方性を有している。これにより、フェライトボンド磁石２０の径方向内側に磁路を構成する回転子鉄心を配置する必要がないため、回転子１における部品点数を削減することができ、且つ回転子１を軽量化することができる。

また、実施の形態１によれば、フェライトボンド磁石２０は、軸方向に配列された第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を有する。希土類磁石部３１の形状に対応する形状を有する溝部２１を備えるフェライトボンド磁石２０を成形するためには、つまり、軸方向の中央部２０ｃにおける周方向Ｒ１の幅Ｗ２１が軸方向の端部２０ｄにおける周方向Ｒ１の幅Ｗ２２より広い溝部２１を成形するためには、金型構造が複雑となる。したがって、フェライトボンド磁石２０を成形するための設備が高価となる。実施の形態１では、フェライトボンド磁石２０は、軸方向の中央部２０ｃで分割された第１のフェライト磁石部４１及び第２のフェライト磁石部４２を有している。これにより、溝部２１を一体成形するための金型が不要となるため、フェライトボンド磁石２０の生産性を高めることができる。

《実施の形態２》
図１３は、実施の形態２に係る回転子２の構成を示す側面図である。図１３において、図２と同一又は対応する構成要素には、図２と同じ符号が付される。実施の形態２に係る回転子２は、希土類磁石部２３１の形状の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。これ以外の点については、実施の形態２に係る回転子２は、実施の形態１に係る回転子１と同じである。そのため、以下の説明では、図２を参照する。なお、図１３では、シャフト１０（図２参照）の図示が省略されている。

図１３に示されるように、回転子２は、フェライトボンド磁石２０と、希土類ボンド磁石２３０とを有する。希土類ボンド磁石２３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部２３１を有する。

軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける各希土類磁石部２３１の周方向Ｒ１の幅である第１の幅Ｗ１は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける各希土類磁石部２３１の周方向Ｒ１の幅である第２の幅Ｗ２より広い。これにより、フェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部２３１の磁極は、フェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける希土類磁石部２３１の磁極より強くなる。よって、回転子２から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができる。

希土類磁石部２３１は、第１の部分２３１ａと、第１の部分２３１ａより軸方向の外側で第１の部分２３１ａに接続された複数の第２の部分２３１ｂ、２３１ｃとを有する。第１の部分２３１ａは、希土類磁石部２３１において第１の幅Ｗ１を有する幅広部分である。実施の形態２では、第１の部分２３１ａの周方向の幅は、軸方向において一定である。つまり、実施の形態２では、第１の部分２３１ａの周方向Ｒ１の幅（つまり、第１の幅Ｗ１）は、軸方向において、一定である。

複数の第２の部分２３１ｂ、２３１ｃの各々の周方向Ｒ１の幅は、第１の部分２３１ａに向けて徐々に広くなる。つまり、回転子２を径方向から見たとき、第２の部分２３１ｂの形状は、台形状である。なお、第２の部分２３１ｂの周方向Ｒ１の幅は、軸方向において、一定であってもよい。また、希土類磁石部２３１は、複数の第２の部分２３１ｂ、２３１ｃのうちのいずれか一方の第２の部分を有していてもよい。

第１の部分２３１ａの軸方向の長さＬ２１は、第２の部分２３１ｂ、２３１ｃの軸方向の長さＬ２２より長い。これにより、希土類磁石部２３１において、フェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部２３１の磁極が、フェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける希土類磁石部２３１の磁極より一層強くなる。よって、回転子２から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保し易くなる。

〈実施の形態２の効果〉
以上に説明したように、実施の形態２によれば、希土類ボンド磁石２３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部２３１を有する。希土類ボンド磁石２３０は、フェライトボンド磁石２０より高価である。実施の形態２に係る回転子２では、希土類ボンド磁石２３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部２３１を有することにより、希土類ボンド磁石２３０の使用量が削減されるため、回転子２の製造コストを低減することができる。

また、実施の形態２によれば、軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける複数の希土類磁石部２３１の各希土類磁石部２３１の周方向の幅である第１の幅Ｗ１は、軸方向のフェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける各希土類磁石部２３１の周方向の幅である第２の幅Ｗ２より広い。これにより、固定子鉄心９１と径方向に対向するフェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部２３１の磁極は、フェライトボンド磁石２０の軸方向の端部２０ｄにおける希土類磁石部２３１の磁極より強くなる。よって、回転子２の製造コストを低減しつつ、回転子２から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができる。また、希土類磁石部２３１において、後述する図１５及び１６に示される張り出し部４３１ｆを形成しなくても、回転子２から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保することができる。

また、実施の形態２によれば、希土類磁石部２３１は、第１の部分２３１ａと、第１の部分２３１ａより軸方向の外側で第１の部分２３１ａに接続された第２の部分２３１ｂ、２３１ｃとを有し、第１の部分２３１ａは、軸方向において一定の第１の幅Ｗ１を有し、第１の部分２３１ａの軸方向の長さＬ２１は、第２の部分２３１ｂ、２３１ｃの軸方向の長さＬ２２より長い。これにより、フェライトボンド磁石２０の中央部２０ｃにおける希土類磁石部２３１の磁極が、フェライトボンド磁石２０の端部２０ｄにおける希土類磁石部２３１の磁極より一層強くなる。よって、回転子２から固定子９に流れる磁束の磁束量を十分に確保し易くなる。

《実施の形態３》
図１４は、実施の形態３に係る回転子３の構成を示す平面図である。図１４において、図３に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図３と同じ符号が付される。実施の形態３に係る回転子３は、希土類磁石部３３１の形状の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。なお、図１４において、シャフト１０及び樹脂部６０（図３参照）の図示は、省略されている。

図１４に示されるように、回転子３は、フェライトボンド磁石２０と、希土類ボンド磁石３３０とを有する。希土類ボンド磁石３３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部３３１を有する。

図１４において、希土類磁石部３３１の最も径方向内側に位置する部分３３１ｃの周方向の幅を第３の幅Ｗ３、希土類磁石部３３１の最も径方向外側に位置する部分３３１ｄの周方向の幅を第４の幅Ｗ４としたとき、第３の幅Ｗ３は、第４の幅Ｗ４より広い。つまり、第３の幅Ｗ３及び第４の幅Ｗ４は、以下の式（３）を満たす。
Ｗ３＞Ｗ４ （３）
これにより、フェライトボンド磁石２０と希土類ボンド磁石３３０との接合面積が増加する。したがって、温度変化による膨張若しくは収縮、又は回転子３に作用する遠心力によって、フェライトボンド磁石２０と希土類ボンド磁石３３０との界面が剥離した場合でも、フェライトボンド磁石２０から希土類ボンド磁石３３０が脱落することを防止できる。

このように、実施の形態３では、希土類磁石部３３１において、第３の幅Ｗ３が第４の幅Ｗ４より広いことにより、当該希土類磁石部３３１が配置されるフェライトボンド磁石２０の溝部２２１は、アリ溝である。

〈実施の形態３の効果〉
以上に説明したように、実施の形態３によれば、希土類磁石部３３１の最も径方向内側に位置する部分３３１ｃの周方向の幅である第３の幅Ｗ３は、希土類磁石部３３１の最も径方向外側に位置する部分３３１ｄの周方向の幅である第４の幅Ｗ４より広い。これにより、フェライトボンド磁石２０と希土類ボンド磁石３３０との接合面積が増加する。したがって、温度変化による膨張若しくは収縮、又は回転子３に作用する遠心力によって、フェライトボンド磁石２０と希土類ボンド磁石３３０との界面が剥離した場合でも、フェライトボンド磁石２０から希土類ボンド磁石３３０が脱落することを防止できる。

《実施の形態４》
図１５は、実施の形態４に係る回転子４の構成を示す断面図である。図１６は、図１５に示される回転子４をＡ１６－Ａ１６線で切断した断面図である。実施の形態４に係る回転子４は、フェライトボンド磁石４２０及び希土類ボンド磁石４３０の形状の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。これ以外の点については、実施の形態４に係る回転子４は、実施の形態１に係る回転子１と同じである。よって、以下の説明では、図２を参照する。なお、図１５及び１６において、シャフト１０の図示は、省略されている。

図１５及び１６に示されるように、回転子４は、フェライトボンド磁石４２０と、希土類ボンド磁石４３０とを有する。

フェライトボンド磁石４２０は、軸方向に配列された第１のフェライト磁石部４４１と第２のフェライト磁石部４４２とを有する。軸方向のフェライトボンド磁石４２０の中央部４２０ｃには、段差部４２０ｆが形成されている。段差部４２０ｆは、フェライトボンド磁石４２０の外周４２０ａから内周４２０ｂに向けて凹んでいる。段差部４２０ｆは、第１のフェライト磁石部４４１に形成された第１の段差部４４１ｆと、第２のフェライト磁石部４４２に形成された第２の段差部４４２ｆとで構成されている。第１の段差部４４１ｆは、第１のフェライト磁石部４４１において、第２のフェライト磁石部４４２と接する軸方向の端面４４１ａに形成されている。第２の段差部４４２ｆは、第２のフェライト磁石部４４２において、第１のフェライト磁石部４４１と接する軸方向の端面４４２ａに形成されている。

希土類ボンド磁石４３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部４３１を有する。希土類磁石部４３１は、固定子鉄心９１（図２参照）と径方向に対向する軸方向の中央部４３１ｃに形成された張り出し部４３１ｆを有する。張り出し部４３１ｆは、希土類磁石部４３１の軸方向の中央部４３１ｃから径方向の内側に伸びている。これにより、希土類磁石部４３１において、フェライトボンド磁石４２０の中央部４２０ｃにおける希土類磁石部４３１の磁極が、フェライトボンド磁石４２０の端部４２０ｄにおける希土類磁石部４３１の磁極より一層強くなる。したがって、回転子４からコイル９２に流れる鎖交磁束の磁束量を更に増加させることができる。

張り出し部４３１ｆと段差部４２０ｆとは、互いに接合されている。これにより、フェライトボンド磁石４２０と希土類ボンド磁石４３０との接合面積が増加する。したがって、温度変化による膨張若しくは収縮、又は回転子４に作用する遠心力によって、フェライトボンド磁石４２０と希土類ボンド磁石４３０との界面が剥離した場合でも、フェライトボンド磁石４２０から希土類ボンド磁石４３０が脱落することを防止できる。

〈実施の形態４の効果〉
以上に説明したように、実施の形態４によれば、希土類磁石部４３１は、固定子鉄心９１と径方向に対向する軸方向の中央部４３１ｃに形成された張り出し部４３１ｆを有している。これにより、希土類磁石部４３１において、フェライトボンド磁石４２０の中央部４２０ｃにおける希土類磁石部４３１の磁極が、フェライトボンド磁石４２０の端部４２０ｄにおける希土類磁石部４３１の磁極より一層強くなる。したがって、回転子４からコイル９２に流れる鎖交磁束の磁束量を増加させることができる。つまり、電動機の駆動に必要な有効磁束の磁束量を増加させることができる。

また、実施の形態４によれば、希土類磁石部４３１の張り出し部４３１ｆとフェライトボンド磁石４２０の段差部４２０ｆとが、互いに接合されている。これにより、フェライトボンド磁石２０と希土類ボンド磁石３０との接合面積が増加する。したがって、温度変化による膨張若しくは収縮、又は回転子４に作用する遠心力によって、フェライトボンド磁石４２０と希土類ボンド磁石４３０との界面が剥離した場合でも、フェライトボンド磁石４２０から希土類ボンド磁石４３０が脱落することを防止できる。

《実施の形態５》
図１７は、実施の形態５に係る回転子５の構成を示す断面図である。図１８は、図１７に示される回転子５の構成を示す部分断面図である。図１７及び１８において、図１５及び１６に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態５に係る回転子５は、希土類磁石部５３１の張り出し部５３１ｆの形状の点で、実施の形態４に係る回転子４と相違する。なお、図１７及び１８において、シャフト１０の図示は省略されている。

図１７に示されるように、回転子５は、フェライトボンド磁石４２０と、希土類ボンド磁石５３０とを有する。希土類ボンド磁石５３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部５３１を有する。

図１８に示されるように、希土類磁石部５３１は、固定子鉄心９１（図２参照）と径方向に対向する軸方向の中央部５３１ｃに形成された張り出し部５３１ｆを有する。張り出し部５３１ｆは、希土類磁石部５３１の軸方向の中央部５３１ｃから径方向の内側に伸びている。張り出し部５３１ｆとフェライトボンド磁石４２０の段差部４２０ｆとは、互いに接合されている。

張り出し部５３１ｆの周方向Ｒ１の幅である第５の幅Ｗ５は、希土類磁石部５３１の周方向Ｒ１の第１の幅Ｗ１より広い。ここで、「張り出し部５３１ｆの周方向Ｒ１の幅」とは、張り出し部５３１ｆにおいて、軸線Ｃ１と張り出し部５３１ｆとを結ぶ直線Ｍに垂直な方向に延びる直線の長さである。

以上に説明したように、実施の形態５によれば、希土類磁石部５３１の張り出し部５３１ｆの周方向Ｒ１の幅Ｗ５は、希土類磁石部５３１の第１の幅Ｗ１より広い。これにより、張り出し部５３１ｆと軸方向のフェライトボンド磁石４２０の中央部４２０ｃとの接合面積が増加するため、フェライトボンド磁石４２０から希土類ボンド磁石５３０が一層脱落し難くなる。

《実施の形態６》
図１９は、実施の形態６に係る回転子６の構成を示す部分断面図である。図１９において、図１５及び１６に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、同じ符号が付される。実施の形態６に係る回転子６は、フェライトボンド磁石６２０及び希土類ボンド磁石６３０の形状の点で、実施の形態４に係る回転子４と相違する。

図１９に示されるように、回転子６は、フェライトボンド磁石６２０と、希土類ボンド磁石６３０とを有する。フェライトボンド磁石６２０は、軸方向に配列された第１のフェライト磁石部４４１及び第２のフェライト磁石部４４２を有する。第１のフェライト磁石部４４１は、第１の段差部４４１ｆの底面４４１ｓに形成された第１の凹部６４１ｇを有する。第２のフェライト磁石部４４２は、第２の段差部４４２ｆの底面４４２ｓに形成された第２の凹部６４２ｇを有する。なお、フェライトボンド磁石６２０は、第１の凹部６４１ｇ及び第２の凹部６４２ｇのうちいずれか一方の凹部を有していてもよい。また、フェライトボンド磁石６２０は、複数の第１の凹部６４１ｇ又は複数の第２の凹部６４２ｇを有していてもよい。

希土類ボンド磁石６３０は、希土類磁石部６３１を有する。希土類磁石部６３１は、張り出し部６３１ｆを有する。張り出し部６３１ｆは、第１の凹部６４１ｇに嵌合する第１の凸部６３１ｇと、第２の凹部６４２ｇに嵌合する第２の凸部６３１ｈとを有する。これにより、フェライトボンド磁石６２０から希土類ボンド磁石６３０が一層脱落し難くなる。このように、張り出し部６３１ｆが第１の凸部６３１ｇ及び第２の凸部６３１ｈを有していることにより、第１の凸部６３１ｇ及び第２の凸部６３１ｈが形成されている張り出し部６３１ｆの内周側の軸方向の長さは、張り出し部６３１ｆの外周側の軸方向の長さより長い。

以上に説明したように、実施の形態６に係る回転子６によれば、希土類磁石部６３１の張り出し部６３１ｆの第１の凸部６３１ｇが、フェライトボンド磁石６２０の第１の段差部４４１ｆに形成された第１の凹部６４１ｇに嵌合している。これにより、フェライトボンド磁石６２０から希土類ボンド磁石６３０が一層脱落し難くなる。

また、実施の形態６に係る回転子６によれば、張り出し部６３１ｆの第２の凸部６３１ｈが、フェライトボンド磁石６２０の第２の段差部４４２ｆに形成された第２の凹部６４２ｇに嵌合している。これにより、フェライトボンド磁石６２０から希土類ボンド磁石６３０が一層脱落し難くなる。

《実施の形態７》
図２０は、実施の形態７に係る回転子７の構成を示す断面図である。図２０において、図１～３に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１～３に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態７に係る回転子７は、希土類ボンド磁石７３０の構成の点で、実施の形態１に係る回転子１と相違する。

図２０に示されるように、回転子７は、フェライトボンド磁石２０と、希土類ボンド磁石７３０とを有する。

希土類ボンド磁石７３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部７３１と、複数の希土類磁石部７３１のうちの周方向Ｒ１に隣接する希土類磁石部７３１を連結する連結部７３２とを有する。希土類磁石部７３１は、軸方向の中央部７３１ｃに形成された張り出し部７３１ｆを有する。張り出し部７３１ｆと軸方向のフェライトボンド磁石２０の中央部に形成された凹部２０ｆとが、互いに接合されている。図２０では、凹部２０ｆは、軸線Ｃ１を中心とする環状の溝部である。

連結部７３２は、周方向Ｒ１に隣接する希土類磁石部７３１の張り出し部７３１ｆを連結する。これにより、希土類ボンド磁石７３０の剛性が高まるため、フェライトボンド磁石２０から希土類ボンド磁石７３０が一層脱落し難くなる。連結部７３２とフェライトボンド磁石２０の凹部２０ｆとは、互いに接合されている。

以上に説明したように、実施の形態７によれば、希土類ボンド磁石７３０は、周方向Ｒ１に間隔をあけて配置された複数の希土類磁石部７３１のうちの周方向Ｒ１に隣接する希土類磁石部７３１を連結する連結部７３２を有する。これにより、希土類ボンド磁石７３０の剛性が高まるため、フェライトボンド磁石２０から希土類ボンド磁石７３０が一層脱落し難くなる。

《実施の形態８》
図２１は、実施の形態８に係る回転子８の構成を示す平面図である。図２２は、実施の形態８に係る回転子８の構成を示す側面図である。図２３は、図２１に示される回転子８をＡ２３－Ａ２３線で切断した断面図である。図２１～２３において、図１～３に示される構成要素と同一又は対応する構成要素には、図１～３に示される符号と同じ符号が付される。実施の形態８に係る回転子８は、リング部材８１、８２を更に有している点で、実施の形態１から７のいずれかに係る回転子と相違する。なお、図２１～２３において、シャフト１０及び樹脂部６０（図３参照）の図示は省略されている。

図２１～２３に示されるように、回転子８は、フェライトボンド磁石２０と、希土類ボンド磁石３０と、複数のリング部材８１、８２とを有する。

リング部材８１、８２はそれぞれ、軸線Ｃ１を中心とする環状の部材である。リング部材８１、８２は、例えば、不飽和ポリエステル樹脂などの樹脂から形成されている。

リング部材８１は、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０より＋ｚ軸側に位置している。リング部材８１は、フェライトボンド磁石２０の＋ｚ軸方向を向く端面２０ｊ及び希土類磁石部３１の＋ｚ軸方向を向く端面３１ｊに固定されている。

リング部材８２は、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０より－ｚ軸側に位置している。リング部材８２は、フェライトボンド磁石２０の－ｚ軸方向を向く端面２０ｋ及び希土類磁石部３１の－ｚ軸方向を向く端面３１ｋに固定されている。なお、回転子８は、複数のリング部材８１、８２のうちのいずれか一方のリング部材を有していてもよい。

〈実施の形態８の効果〉
以上に説明したように、実施の形態８によれば、回転子８は、フェライトボンド磁石２０の＋ｚ軸方向を向く端面２０ｊ及び希土類磁石部３１の＋ｚ軸方向を向く端面３１ｊに固定されたリング部材８１を有する。これにより、希土類磁石部３１がリング部材８１を介してフェライトボンド磁石２０に連結されるため、フェライトボンド磁石２０から希土類磁石部３１が脱落し難くなる。

また、実施の形態８に係る回転子８は、フェライトボンド磁石２０の－ｚ軸方向を向く端面２０ｋ及び希土類磁石部３１の－ｚ軸方向を向く端面３１ｋに固定されたリング部材８２を有する。これにより、希土類磁石部３１が複数のリング部材８１、８２を介してフェライトボンド磁石２０に連結されるため、フェライトボンド磁石２０から希土類磁石部３１が脱落し難くなる。

《実施の形態８の変形例１》
図２４は、実施の形態８の変形例１に係る回転子８Ａの構成を示す平面図である。図２５は、図２４に示される回転子８ＡをＡ２５－Ａ２５線で切断した断面図である。実施の形態８の変形例１に係る回転子８Ａは、リング部材８１Ａ、８２Ａが樹脂部６０Ａと繋がっている点で、実施の形態８に係る回転子８と相違する。

図２４及び２５に示されるように、回転子８Ａは、シャフト１０と、フェライトボンド磁石２０と、希土類ボンド磁石３０と、第１の樹脂部としてのリング部材８１Ａ、８２Ａと、第２の樹脂部としての樹脂部６０Ａとを有する。

樹脂部６０Ａは、シャフト１０に支持された内筒部６１と、フェライトボンド磁石２０の内周２０ｂに固定された外筒部６２Ａと、内筒部６１と外筒部６２Ａとを繋ぐ複数のリブ６３Ａとを有する。

リング部材８１Ａ、８２Ａは、樹脂部６０Ａ（具体的には、外筒部６２Ａ及びリブ６３Ａ）と繋がっている。実施の形態８の変形例１では、リング部材８１Ａ、８２Ａは、一体成形によって樹脂部６０Ａの外筒部６２Ａと繋がっている。つまり、実施の形態８の変形例１では、シャフト１０、フェライトボンド磁石２０及び希土類ボンド磁石３０は、樹脂部６０Ａ及びリング部材８１Ａ、８２Ａを介して連結されている。

以上に説明したように、実施の形態８の変形例１によれば、回転子８Ａにおいて、リング部材８１Ａ、８２Ａが樹脂部６０Ａと繋がっている。これにより、シャフト１０とフェライトボンド磁石２０とを樹脂製の樹脂部６０Ａを介して一体成形する際に、リング部材８１Ａ、８２Ａも同時に成形することができるので、回転子８Ａの製造工程を削減することができる。

ここで、回転子８Ａの固有振動数は、回転子８Ａの剛性によって変化する。回転子８Ａの剛性は、例えば、樹脂部６０Ａにおけるリブ６３Ａの周方向Ｒ１の幅、径方向の長さ及び本数を変化させることで調整することができる。実施の形態８の変形例１では、リブ６３Ａがリング部材８１Ａ、８２Ａと繋がっているため、リブ６３Ａの径方向の長さが長くなっている。これにより、回転子８Ａの剛性を変化させることができる。つまり、回転子８Ａの固有振動数を変化させることができる。よって、共振の発生を抑制することができ、回転子８Ａの振動特性を調整することができる。

また、回転子８Ａの慣性モーメントは、回転子８Ａの質量によって変化する。回転子８Ａの質量は、リブ６３Ａの周方向Ｒ１の幅、径方向の長さ及び本数を変化させることで調整することができる。慣性モーメントが大きいほど、大きな始動トルクが必要となるが、回転子８Ａの回転を安定させることができる。上述した通り、実施の形態８の変形例１では、リブ６３Ａがリング部材８１Ａ、８２Ａと繋がっているため、リブ６３Ａの径方向の長さが長くなっている。これにより、回転子８Ａの慣性モーメントを大きくすることができる。このように、実施の形態８の変形例１では、リング部材８１Ａ、８２Ａが樹脂部６０Ａと繋がっていることで、回転子８Ａの固有振動数及び慣性モーメントを調整することができる。

《実施の形態９》
図２６は、実施の形態９に係る空気調和装置９００の構成を概略的に示す図である。図２６に示されるように、空気調和装置９００は、室内機９１０と、冷媒配管９３０を介して室内機９１０に接続された室外機９２０とを有する。空気調和装置９００では、例えば、室内機９１０から冷たい空気を送風する冷房運転、又は温かい空気を送風する暖房運転等を行うことができる。

室内機９１０は、送風機としての室内送風機９１１と、室内送風機９１１を覆うハウジング９１２とを有する。室内送風機９１１は、電動機１００と、電動機１００のシャフト１０に固定された羽根車９１１ａとを有している。羽根車９１１ａは、電動機１００によって駆動されることにより、気流を生成する。羽根車９１１ａは、例えば、クロスフローファンである。

室外機９２０は、送風機としての室外送風機９２１と、圧縮機９２２と、室外送風機９２１及び圧縮機９２２を覆うハウジング９２３とを有する。室外送風機９２１は、電動機１００と、電動機１００のシャフト１０（図１参照）に固定された羽根車９２１ａとを有する。羽根車９２１ａは、電動機１００によって駆動されることにより、気流を生成する。羽根車９２１ａは、例えば、プロペラファンである。圧縮機９２２は、電動機９２２ａと、電動機９２２ａによって駆動される圧縮機構部９２２ｂとを有する。

上述の通り、実施の形態９に係る空気調和装置９００では、実施の形態１に係る電動機１００が室内送風機９１１及び室外送風機９２１に適用されている。実施の形態１に係る電動機１００では、回転子１からコイル９２（図１及び２参照）に流れる鎖交磁束を増加させることができるため、電動機１００の信頼性が向上する。そのため、当該電動機１００を有する室内送風機９１１及び室外送風機９２１の信頼性も向上する。また、室内送風機９１１及び室外送風機９２１を有する空気調和装置９００の信頼性も向上する。

なお、電動機１００は、室内送風機９１１及び室外送風機９２１のいずれか一方に備えられていてもよい。また、電動機１００は、圧縮機９２２の電動機９２２ａに適用されてもよい。また、実施の形態９に係る電動機１００は、空気調和装置９００に限らず、他の機器に備えられていてもよい。

１、２、３、４、５、６、７、８、８Ａ 回転子、 ９ 固定子、 １０ シャフト、 ２０、４２０、６２０ フェライトボンド磁石、 ２０ａ、４２０ａ 外周、 ２０ｃ、４２０ｃ 中央部、 ２０ｄ 端部、 ３０、２３０、３３０、４３０、５３０、６３０、７３０ 希土類ボンド磁石、 ３１、２３１、３３１、４３１、５３１、６３１、７３１ 希土類磁石部、 ４１、４４１ 第１のフェライト磁石部、 ４２、４４２ 第２のフェライト磁石部、 ６０、６０Ａ 樹脂部、 ８１、８１Ａ、８２、８２Ａ リング部材、 ９１ 固定子鉄心、 １００ 電動機、 ２３１ａ 第１の部分、 ２３１ｂ 第２の部分、 ４２０ｆ 段差部、 ４３１ｆ、５３１ｆ、７３１ｆ 張り出し部、 ４４１ｓ、４４２ｓ 底面、 ６３１ｇ 第１の凸部、 ６３１ｈ 第２の凸部、 ６４１ｇ 第１の凹部、 ６４２ｇ 第２の凹部、 ７３２ 連結部、 ９００ 空気調和装置、 ９１０ 室内機、 ９１１ 室内送風機、 ９１１ａ、９２１ａ 羽根車、 ９２０ 室外機、 ９２１ 室外送風機、 Ｃ１ 軸線、 Ｌ１、Ｌ９、Ｌ２１、Ｌ２２ 軸方向の長さ、 Ｗ１ 第１の幅、 Ｗ２ 第２の幅、 Ｗ３ 第３の幅、 Ｗ４ 第４の幅、 Ｗ５ 第５の幅。

Claims (15)

1. 回転子と固定子とを有し、前記回転子の軸方向の長さは前記固定子の固定子鉄心の前記軸方向の長さより長い電動機であって、
   前記回転子は、
   回転軸と、
   前記回転軸に支持された第１の永久磁石と、
   前記第１の永久磁石の外周に支持され、前記第１の永久磁石の磁極より強い磁極を有する第２の永久磁石と
   を有し、
   前記第２の永久磁石は、前記第１の永久磁石の周方向に間隔をあけて配置された複数の磁石部を有し、
   前記回転軸の軸方向の前記第１の永久磁石の中央部における前記複数の磁石部の各磁石部の前記周方向の幅である第１の幅は、前記軸方向の前記第１の永久磁石の端部における前記各磁石部の前記周方向の幅である第２の幅より広く、
   前記第１の永久磁石は、前記軸方向の前記中央部に形成された段差部において分割された第１の分割磁石部及び第２の分割磁石部を有し、
   前記段差部は、前記第１の永久磁石の前記外周から、前記第１の永久磁石の径方向の内側に向けて窪んでおり、
   前記磁石部は、前記第１の永久磁石の前記軸方向の中央部において前記磁石部から前記径方向の内側に延びる張り出し部であって、前記段差部に嵌合する張り出し部を有する
   電動機。
2. 前記磁石部の前記周方向の幅は、前記軸方向の前記第１の永久磁石の前記端部から前記中央部に向けて徐々に広くなる
   請求項１に記載の電動機。
3. 前記磁石部は、
   第１の部分と、
   前記第１の部分より前記軸方向の外側で前記第１の部分に接続された第２の部分と
   を有し、
   前記第２の部分の前記周方向の幅は、前記第１の部分に向けて徐々に広くなる
   請求項１又は２に記載の電動機。
4. 前記第１の部分の前記周方向の幅は、前記軸方向において、一定である
   請求項３に記載の電動機。
5. 前記第１の部分の前記軸方向の長さは、前記第２の部分の前記軸方向の長さより長い
   請求項３又は４に記載の電動機。
6. 前記磁石部において、前記第２の永久磁石の径方向の最も内側に位置する部分の前記周方向の幅である第３の幅は、前記径方向の最も外側に位置する部分の前記周方向の幅である第４の幅より大きい
   請求項１から５のいずれか１項に記載の電動機。
7. 前記張り出し部の前記周方向の幅である第５の幅は、前記第１の幅より広い
   請求項１に記載の電動機。
8. 前記第１の永久磁石は、前記段差部の底面に形成された凹部を有し、
   前記張り出し部は、前記凹部に嵌合する凸部を有する
   請求項７に記載の電動機。
9. 前記第２の永久磁石は、前記複数の磁石部のうちの前記周方向に隣接する前記磁石部を連結する連結部を更に有する
   請求項１から８のいずれか１項に記載の電動機。
10. 前記軸方向において、前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石に固定される第１の樹脂部を更に有する
    請求項１から９のいずれか１項に記載の電動機。
11. 前記回転軸と前記第１の永久磁石とを連結する第２の樹脂部を更に有し、
    前記第１の樹脂部は、前記第２の樹脂部と繋がっている
    請求項１０に記載の電動機。
12. 前記第１の永久磁石は、フェライトボンド磁石であり、
    前記第２の永久磁石は、希土類ボンド磁石である
    請求項１から１１のいずれか１項に記載の電動機。
13. ２ｎ（ｎは、１以上の自然数）個の極数を有する前記回転子であって、
    前記第１の永久磁石及び前記第２の永久磁石は、極異方性を有する
    請求項１から１２のいずれか１項に記載の電動機。
14. 請求項１から１３のいずれか１項に記載の前記電動機と、
    前記電動機によって駆動される羽根車と
    を有する送風機。
15. 室内機と、
    前記室内機に接続された室外機と
    を有し、
    前記室内機及び前記室外機のうちの少なくとも一方は、請求項１から１３のいずれか１項に記載の前記電動機を有する
    空気調和装置。

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