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WO2022019074A1 - 電動機 - Google Patents

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Publication number
WO2022019074A1
WO2022019074A1 PCT/JP2021/024801 JP2021024801W WO2022019074A1 WO 2022019074 A1 WO2022019074 A1 WO 2022019074A1 JP 2021024801 W JP2021024801 W JP 2021024801W WO 2022019074 A1 WO2022019074 A1 WO 2022019074A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rotor
iron core
stator
motor
magnet
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/024801
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
崇徳 天谷
靖生 南部
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority to US18/004,624 priority Critical patent/US20230253838A1/en
Priority to EP21845185.4A priority patent/EP4187759A4/en
Priority to CN202180060754.4A priority patent/CN116134707A/zh
Priority to JP2022538665A priority patent/JPWO2022019074A1/ja
Publication of WO2022019074A1 publication Critical patent/WO2022019074A1/ja

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    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • H02K1/22—Rotating parts of the magnetic circuit
    • H02K1/27—Rotor cores with permanent magnets
    • H02K1/2706—Inner rotors
    • H02K1/272—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis
    • H02K1/274—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets
    • H02K1/2753—Inner rotors the magnetisation axis of the magnets being perpendicular to the rotor axis the rotor consisting of two or more circumferentially positioned magnets the rotor consisting of magnets or groups of magnets arranged with alternating polarity
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    • H02K7/083—Structural association with bearings radially supporting the rotary shaft at both ends of the rotor
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    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/22—Arrangements for cooling or ventilating by solid heat conducting material embedded in, or arranged in contact with, the stator or rotor, e.g. heat bridges
    • H02K9/227—Heat sinks

Definitions

  • the present disclosure relates to a motor, and more particularly to a motor having a permanent magnet embedded rotor in which a permanent magnet is embedded in an iron core.
  • Motors are used in various electrical equipment such as household equipment or industrial equipment.
  • an electric motor used in an air conditioner an electric vacuum cleaner, or the like
  • a fan motor in which a rotary fan is attached to a rotary shaft is known.
  • the fan motor in the air conditioner is mounted on, for example, an outdoor unit.
  • Patent Document 1 discloses a brushless motor for driving a fan.
  • an IPM (Interior Permanent Magnet) motor having a permanent magnet-embedded rotor in which a plurality of permanent magnets are embedded in an iron core.
  • the IPM motor can obtain the relaxation torque due to the unevenness of the magnitude of the magnetoresistance generated in the iron core in addition to the magnet torque due to the permanent magnet. Therefore, a compact and highly efficient motor can be realized.
  • a technique using a rare earth magnet having a high energy density is known as a permanent magnet of an IPM motor.
  • a rare earth magnet made of neodymium, iron, and boron (Nd-Fe-B) is generally used.
  • the number of rotor poles must be limited to 8 or less in order to suppress vibration and noise while maintaining high output and high efficiency.
  • the present disclosure has been made to solve such a problem, and even in an IPM motor using a rare earth magnet, it is intended to achieve both suppression of vibration and noise, high output and high efficiency.
  • the purpose is to provide an electric motor that can be used.
  • one aspect of the electric motor according to the present disclosure is a rotor having an iron core in which a rotating shaft extending in the axial direction is fixed, and a stator arranged facing the rotor.
  • the stator has a plurality of teeth extending toward the rotor and slots located between adjacent teeth among the plurality of teeth, wherein the iron core has a plurality of teeth. It has a magnet insertion hole and a plurality of permanent magnets arranged in the plurality of magnet insertion holes, and the plurality of permanent magnets are rare earth magnets and correspond to the magnetic poles of the plurality of permanent magnets.
  • the outermost peripheral shape of the iron core includes a plurality of arcs having different radii, the number of poles of the rotor is 10 or more, and the residual magnetic flux density of the permanent magnet is 1.3 T or more.
  • the number of poles of the rotor is preferably 10, and the number of slots of the stator is preferably 12.
  • the residual magnetic flux density of the permanent magnet is preferably 1.4T or more.
  • a mold resin for covering the stator may be provided.
  • the mold resin may have a main body portion that covers the stator and a protruding portion that protrudes outward from the side surface of the main body portion.
  • the rare earth magnet does not have to contain dysprosium.
  • a bearing that rotatably supports the rotating shaft may be provided, and a dielectric may be provided between the rotating shaft and the outer peripheral surface of the iron core.
  • an IPM motor using a rare earth magnet it is possible to achieve both suppression of vibration and noise, high output and high efficiency.
  • FIG. 1 is a half cross-sectional view of the electric motor according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the motor according to the embodiment when viewed from the anti-output shaft side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the position angle of the rotor and the torque in the electric motor of the comparative example.
  • FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the position angle of the rotor and the torque in the electric motor of the embodiment.
  • the radial direction of the stator 10 and the rotor 20 is the "diameter direction”
  • the rotation direction of the rotor 20 is the "circumferential direction”. That is, the direction extending from the axis C around the axis C of the rotating shaft 21 is the "diameter direction”, and the direction rotating around the axis C around the axis C of the rotating shaft 21 is the "circumferential direction”. .. Therefore, the "diameter direction” is a direction orthogonal to the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • the rotor 20 rotates about the axis C of the rotating shaft 21 as the center of rotation.
  • FIG. 1 is a half cross-sectional view of the electric motor 1 according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a plan view of the motor 1 when viewed from the anti-output shaft side.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III of FIG.
  • the electric motor 1 includes a stator 10, a rotor 20 arranged facing the stator 10, and a mold resin 30 that covers the stator 10.
  • the number of poles (number of magnetic poles) of the rotor 20 is 10.
  • the slot 14 included in the stator 10 is 12. If the number of poles (number of magnetic poles) of the rotor 20 is 10 or more, the same effect can be expected.
  • the motor 1 further includes a first bearing 41 and a second bearing 42, a heat sink 50, and a first bracket 61 and a second bracket 62.
  • the electric motor 1 in the present embodiment is a mold motor in which the stator 10 is covered with the mold resin 30. Further, the electric motor 1 is a brushless motor that does not use a motor brush.
  • the stator 10 (stator) is arranged to face the rotor 20 with a small air gap between the stator 10 and the stator 20.
  • the stator 10 is arranged so as to surround the iron core 22 of the rotor 20. That is, the electric motor 1 is an inner rotor type motor in which the rotor 20 is arranged inside the stator 10.
  • the stator 10 generates a magnetic force acting on the rotor 20.
  • the stator 10 has a configuration in which a plurality of N poles and S poles are alternately and repeatedly present so as to generate a magnetic flux on the air gap surface between the rotor 20 and the iron core 22.
  • the stator 10 and the rotor 20 form a magnetic circuit.
  • the stator 10 has an iron core 11, a winding 12, and an insulator 13.
  • the core 11 of the stator 10 is an annular stator core (stator core) that is the core of the stator 10, and generates a magnetic force for rotating the rotor 20.
  • the iron core 11 is, for example, a laminated body in which a plurality of steel plates are laminated in the direction of the axis C of the rotating shaft 21 of the rotor 20.
  • Each of the plurality of steel plates is, for example, a punched electrical steel plate formed into a predetermined shape.
  • the iron core 11 is not limited to a laminated body of a plurality of steel plates, but may be a bulk body made of a magnetic material.
  • the iron core 11 has a yoke 11a formed in an annular shape so as to surround the iron core 22 of the rotor 20, and a plurality of teeth 11b extending toward the rotor 20.
  • the yoke 11a is a back yoke formed on the outside of each tooth 11b.
  • the yoke 11a is formed in an annular shape centered on the axis C.
  • the plurality of teeth 11b project from the yoke 11a toward the rotating shaft 21. Specifically, the plurality of teeth 11b extend radially in a direction (radial direction) orthogonal to the axis C of the rotation axis 21. The plurality of teeth 11b are arranged at equal intervals in the circumferential direction while forming slots 14 between two adjacent teeth 11b. That is, the slot 14 is located between the adjacent teeth 11b among the plurality of teeth 11b.
  • the iron core 11 is provided with 12 teeth 11b, and the number of slots 14 is 12. That is, the number of slots of the motor 1 (stator 10) is 12.
  • Each tooth 11b is provided with an extension portion extending from the tip end portion on the inner peripheral side of the tooth 11b to both sides in the circumferential direction.
  • This stretched portion is formed so as to protrude from the tip portion on the inner peripheral side of the teeth 11b.
  • the inner peripheral surface located at the tip end portion of the teeth 11b including the stretched portion serves as a magnetic pole surface facing the outer peripheral surface of the rotor 20.
  • the winding 12 is an armature winding of the stator 10.
  • the winding 12 is a winding coil wound around an iron core 11 as a stator coil (stator coil).
  • the winding 12 is wound around each of the plurality of teeth 11b of the iron core 11. Specifically, the winding 12 is wound around each of the plurality of teeth 11b via the insulator 13. That is, a plurality of windings 12 are wound around the stator 10. Each winding 12 is a centralized winding coil wound around one corresponding tooth 11b and is housed in the slot 14 of the iron core 11.
  • Each of the plurality of teeth 11b is a magnetic pole tooth, and a magnetic force is generated by energizing the winding 12.
  • the plurality of windings 12 in the stator 10 are electrically connected as three-phase windings so that the rotor 20 rotates as a three-phase synchronous motor.
  • the plurality of windings 12 are composed of unit coils of each of the three phases of U phase, V phase and W phase, which are electrically different in phase by 120 degrees from each other. That is, the winding 12 mounted on each tooth 11b is energized and driven by a three-phase alternating current that is energized in units of U phase, V phase, and W phase. As a result, the main magnetic flux of the stator 10 is generated in each tooth 11b.
  • the twelve windings 12 wound around the twelve teeth 11b each have four U-phase coils, four V-phase coils, and four W-phase coils, depending on the phase of the current flowing through each winding 12. It is divided into and is arranged in a predetermined slot 14.
  • the four U-phase coils are electrically connected so as to be connected in series.
  • the four V-phase coils and the four W-phase coils are also electrically connected so as to be connected in series.
  • the insulator 13 is a coil bobbin and has a frame-shaped frame portion around which the winding 12 is wound. Specifically, the frame portion of the insulator 13 is formed so as to surround the body portion of the teeth 11b. The insulator 13 is provided on each of the plurality of teeth 11b. Each insulator 13 is, for example, a resin molded product integrally formed of an insulating resin material.
  • the rotor 20 (rotor) is rotated by the magnetic force generated in the stator 10.
  • the rotor 20 also generates a magnetic force.
  • the rotor 20 has a configuration in which a plurality of N poles and S poles that generate magnetic flux in the circumferential direction are alternately and repeatedly present.
  • the rotor 20 generates a magnetic force acting on the stator 10.
  • the direction of the magnetic flux generated from the rotor 20 is a direction orthogonal to the direction of the axis C of the rotation axis 21 (direction of the axis). That is, the direction of the magnetic flux generated by the rotor 20 is the radial direction (diameter direction).
  • the rotor 20 has a rotating shaft 21, an iron core 22, a plurality of permanent magnets 23, and a dielectric 24.
  • the rotor 20 rotates about the axis C of the rotating shaft 21 as the center of rotation. That is, the rotation shaft 21 becomes the center when the rotor 20 rotates.
  • the rotor 20 is a permanent magnet embedded rotor (IPM rotor) in which the permanent magnet 23 is embedded in the iron core 22. Therefore, the electric motor 1 in the present embodiment is an IPM motor.
  • IPM rotor permanent magnet embedded rotor
  • the rotating shaft 21 has an axial center C which is the center when the rotor 20 rotates.
  • the rotating shaft 21 extends in the direction of the axis C.
  • the rotating shaft 21 is a long shaft, for example, a metal rod.
  • the rotating shaft 21 is fixed to the iron core 22. Specifically, the rotating shaft 21 is inserted into a through hole provided in the center of the iron core 22 and fixed to the iron core 22 so as to extend on both sides of the iron core 22 along the direction of the axis C. ..
  • the rotary shaft 21 is fixed to the iron core 22 by, for example, press-fitting or shrink-fitting into the through hole of the iron core 22.
  • the first portion 21a which is one portion of the rotating shaft 21 protruding to one side of the iron core 22, is supported by the first bearing 41.
  • the second portion 21b which is the other portion of the rotating shaft 21 protruding to the other side of the iron core 22, is supported by the second bearing 42. That is, the first bearing 41 and the second bearing 42 rotatably support the rotating shaft 21 as a pair of bearings. In this way, the rotating shaft 21 is held by the first bearing 41 and the second bearing 42 in a rotatable state. As a result, the rotor 20 is rotatable with respect to the stator 10.
  • the first bearing 41 and the second bearing 42 are bearings.
  • the first bearing 41 and the second bearing 42 are ball bearings, but may be other bearings such as thrust bearings.
  • the end portion of the rotating shaft 21 at the first portion 21a is the end portion on the output side and protrudes from the first bracket 61 and the first bearing 41. That is, the first portion 21a of the rotating shaft 21 is an output shaft, and a load such as a rotating fan is attached to the end portion of the first portion 21a.
  • the end of the rotating shaft 21 on the second portion 21b side is the end on the non-output side and does not protrude from the second bracket 62 and the second bearing 42.
  • the second portion 21b of the rotating shaft 21 is a counter-output shaft.
  • the iron core 22 of the rotor 20 is arranged via an air gap with the iron core 11 of the stator 10.
  • the iron core 22 is a rotor core that is the core of the rotor 20.
  • the iron core 22 is a laminated body in which a plurality of steel plates are laminated in the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • Each of the plurality of steel plates is, for example, a punched electrical steel plate formed into a predetermined shape.
  • the plurality of steel plates are fixed to each other by, for example, caulking.
  • the iron core 22 is not limited to a laminated body of a plurality of steel plates, but may be a bulk body made of a magnetic material.
  • the iron core 22 has a plurality of magnet insertion holes 22a.
  • Each of the plurality of magnet insertion holes 22a is a magnet embedding hole in which the permanent magnet 23 is embedded and arranged.
  • the plurality of magnet insertion holes 22a are formed in the iron core 22 at equal intervals along the circumferential direction so as to surround the rotation shaft 21.
  • Each of the plurality of magnet insertion holes 22a extends in the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • Permanent magnets 23 are arranged in each of the plurality of magnet insertion holes 22a. Specifically, one permanent magnet 23 is inserted in each magnet insertion hole 22a. Similar to the plurality of magnet insertion holes 22a, the plurality of permanent magnets 23 are arranged at equal intervals along the circumferential direction so as to surround the rotation shaft 21. Each permanent magnet 23 is a magnetized permanent magnet. The plurality of permanent magnets 23 are arranged so that the magnetic poles of the S pole and the N pole are alternately present in the circumferential direction of the rotor 20. That is, the directions of the magnetic poles of the S pole and the N pole of the two adjacent permanent magnets 23 are opposite to each other.
  • the iron core 22 is provided with 10 magnet insertion holes 22a, 10 permanent magnets 23 are inserted into the iron core 22. Therefore, the number of poles of the rotor 20 is 10 (the logarithm of poles is 5).
  • the permanent magnet 23 may be magnetized after being placed in the magnet insertion hole 22a, or the permanent magnet 23 may be magnetized in advance before being inserted into the magnet insertion hole 22a. However, considering the workability of inserting the permanent magnet 23 into the magnet insertion hole 22a, it is better to magnetize after inserting the permanent magnet 23 into the magnet insertion hole 22a.
  • Each permanent magnet 23 has a plate shape.
  • the permanent magnet 23 is a plate-shaped rectangular parallelepiped and has a rectangular shape in a plan view. Therefore, the cross-sectional shape of the permanent magnet 23 when cut in a plane having the axis C of the rotating shaft 21 as a perpendicular line is rectangular.
  • Each permanent magnet 23 is arranged in the magnet insertion hole 22a so that the thickness direction is the radial direction of the iron core 22.
  • Each permanent magnet 23 is arranged in the corresponding magnet insertion hole 22a toward the outer side (outer peripheral side) in the radial direction of the iron core 22.
  • the permanent magnet 23 inserted in the magnet insertion hole 22a may be fixed to the iron core 22 with an adhesive, or a fixing member having a protrusion to be filled in the gap between the permanent magnet 23 and the magnet insertion hole 22a shall be separately provided.
  • the permanent magnet 23 may be fixed to the iron core 22.
  • the permanent magnet 23 is a rare earth magnet.
  • the permanent magnet 23 is a neodymium rare earth magnet (Neodymium Magnet) containing neodymium, iron, and boron (Nd-Fe-B) as main components.
  • the permanent magnet 23 is a sintered magnet, it may be a bonded magnet.
  • the residual magnetic flux density of the permanent magnet 23 is preferably 1.33 T or more, more preferably 1.4 T or more.
  • the coercive force (Hcj) of the permanent magnet decreases as the temperature rises.
  • Dy dysprosium
  • the coercive force of the permanent magnet 23 may be improved.
  • the residual magnetic flux density (Br) of the rare earth magnet is lowered. Therefore, when dysprosium is added to the permanent magnet 23, the amount of dysprosium added may be small. In the present embodiment, the permanent magnet 23 does not contain dysprosium.
  • the iron core 22 has a bulging portion 22c in which the corresponding positions of the plurality of permanent magnets 23 in the outermost peripheral portion bulge outward when viewed from the direction of the axis C of the rotating shaft 21. It becomes a shape. That is, the iron core 22 has a shape in which each bulging portion 22c becomes a petal when viewed from the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • the ten permanent magnets 23 are provided in the iron core 22, ten recesses 22b are formed in the outermost peripheral portion of the iron core 22.
  • a bulging portion 22c is formed on the outermost peripheral portion of the iron core 22 so that a portion corresponding to the center of each of the magnetic poles of the 10 permanent magnets 23 bulges outward. That is, the rotor 20 is a petal rotor formed so that the iron core 22 has 10 petals.
  • the outermost peripheral shape of the iron core 22 corresponding to each magnetic pole of the plurality of permanent magnets 23 includes a plurality of arcs having different radii. That is, in the bulging portion 22c (petal portion) corresponding to each permanent magnet 23, the outermost peripheral shape of the iron core 22 includes a plurality of arcs having different radii.
  • the outermost peripheral shape of the iron core 22 in each bulging portion 22c includes a first arc and a second arc that are continuous through the inflection point. This inflection point is a connection point (boundary point) between the first arc and the second arc, and the first arc and the second arc form one continuous curve through the inflection point. ing.
  • the first arc is an arc through which the first straight line (that is, the d-axis) passing through the center of the magnetic pole of the permanent magnet 23 and the axis C of the rotating shaft 21 passes through the first point where the outermost circumference of the iron core 22 intersects.
  • the first arc is an arc that passes through the first point and connects two adjacent inflection points.
  • the second straight line (that is, the q-axis) passing through the center between the magnetic poles of two adjacent permanent magnets 23 among the plurality of permanent magnets 23 and the axis C of the rotating shaft 21 is the outermost circumference of the iron core 22. It is an arc connecting the second point intersecting with and the turning point.
  • the outermost peripheral shape of the iron core 22 in each bulging portion 22c is composed of one first arc and two second arcs. That is, the outermost peripheral shape of the iron core 22 corresponding to one magnetic pole of each permanent magnet 23 is composed of one first arc and two second arcs. Specifically, the outermost peripheral shape of the iron core 22 in each bulging portion 22c (one magnetic pole of each permanent magnet 23) has two inflection points, and one first arc has two second arcs. It is configured to be sandwiched between two arcs.
  • the center of the first arc is the axis C of the rotating shaft 21. That is, assuming that the radius of the first arc is R1, the first arc is an arc having a radius R1 with the axis C as the center of rotation. Therefore, the first arc is a part of the circle forming the maximum diameter of the iron core 22.
  • the center of the second arc is not located on the axis C of the rotating shaft 21, but is located between the axis C and the outermost circumference (outer edge) of the iron core 22.
  • the second arc is an arc for forming the recess 22b by denting a part of the circle forming the maximum diameter of the iron core 22 toward the axis C. That is, by providing the second arc, a part of the outermost peripheral portion of the iron core 22 can be recessed.
  • the center of the second arc is a point located on a line segment connecting the inflection point, which is the boundary point between the first arc and the second arc, and the axis C of the rotation axis 21. Is. That is, assuming that the radius of the second arc is R2, the second arc is an arc having a radius R2 with this point as the center of rotation.
  • the dielectric 24 is provided between the rotating shaft 21 and the outer peripheral surface of the iron core 22. As shown in FIG. 3, when viewed from the direction of the axis C of the rotating shaft 21, the dielectric 24 is an annular shape surrounding the rotating shaft 21. Further, as shown in FIG. 1, the dielectric 24 extends in the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • the dielectric 24 is formed of an insulating material such as an insulating resin material. Therefore, the dielectric 24 insulates and separates the iron core 22 from the outer core and the inner core in series with the dielectric 24 as a boundary.
  • thermosetting resin such as an unsaturated polyester resin or an epoxy resin
  • thermoplastic resin such as polybutylene terephthalate or polyamide
  • an elastic body such as an elastomer or a vulcanized rubber, or the like.
  • the capacitance of the dielectric 24 is connected in series, and the impedance on the rotor 20 side can be increased. can.
  • the potential difference between the inner ring and the outer ring in the first bearing 41 and the second bearing 42, that is, the shaft voltage can be lowered, so that electrolytic corrosion occurs in the first bearing 41 and the second bearing 42. Can be suppressed.
  • the dielectric 24 is a polygonal ring around the rotating shaft 21 when viewed from the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • the number of angles and sides of the polygon of the dielectric 24 may be the same as the number of permanent magnets 23, so that the dielectric 24 is a regular pentagonal ring. In this way, by making the number of polygonal angles of the dielectric 24 equal to the number of magnetic poles of the permanent magnet 23 held by the rotor 20, the imbalance caused by the rotation of the rotor 20 is minimized. Can be limited.
  • the apex of the polygonal corner of the dielectric 24 is located at the center of the pole magnetized by the permanent magnet 23 held by the rotor 20 around the rotation axis 21.
  • the dielectric 24 can be arranged without obstructing the flow of the magnetic flux generated from the permanent magnet 23.
  • the workability of the iron core 22 can be improved by rounding (R) the vertices of the polygonal corners of the dielectric 24.
  • the stator 10 is covered with the mold resin 30.
  • the mold resin 30 covers the outer portion of the stator 10 over the entire circumference in the circumferential direction of the stator 10. Specifically, the mold resin 30 covers the outer portions of the iron core 11, the winding 12, and the insulator 13. In the present embodiment, the mold resin 30 is in contact with the outer surfaces of the winding 12 and the insulator 13.
  • the mold resin 30 is formed of an insulating resin material having excellent thermal conductivity, such as a polyester resin or an epoxy resin. Further, the mold resin 30 is formed of a thermosetting resin. In the present embodiment, the mold resin 30 is formed of unsaturated polyester which is a thermosetting resin. Specifically, the mold resin 30 is formed of a white BMC (Bulk Molding Compound) unsaturated polyester resin.
  • the mold resin 30 constitutes the outer shell of the electric motor 1, and the outer surface of the mold resin 30 includes an exposed surface. Specifically, the outer peripheral surface which is the side surface of the mold resin 30 and the upper surface on the first bracket 61 side are exposed. Further, the mold resin 30 that covers the stator 10 constitutes a housing that includes the rotor 20. A printed circuit board to which the winding 12 of the stator 10 is connected may be arranged in this housing.
  • the mold resin 30 has a main body portion 31 forming the body portion of the electric motor 1 and a protruding portion 32 provided on the main body portion 31.
  • a plurality of protruding portions 32 are provided on the main body portion 31. Specifically, as shown in FIG. 2, four projecting portions 32 are provided at equal intervals along the circumferential direction.
  • the main body portion 31 and the protruding portion 32 are integrally formed by molding to form one mold resin 30.
  • the main body 31 covers the stator 10. Specifically, the main body 31 covers the iron core 11, the winding 12, and the insulator 13.
  • the protruding portion 32 protrudes outward in the radial direction. Specifically, the protruding portion 32 protrudes outward from the side surface of the main body portion 31.
  • the protruding portion 32 is a leg portion of the electric motor 1, and functions as a mounting portion for attaching the electric motor 1 to an external device or the like.
  • the protrusion 32 is provided with a through hole for inserting a screw or the like.
  • a heat sink 50 is arranged on one side of the mold resin 30 in the direction of the axis C of the rotating shaft 21. As shown in FIG. 2, the heat sink 50 has a plurality of fins 51.
  • the heat sink 50 is made of, for example, aluminum, but may be made of a metal material other than aluminum.
  • the first bracket 61 is fixed to one side of the mold resin 30 in the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • a second bracket 62 is fixed to the other end of the mold resin 30 in the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • the first bracket 61 holds the first bearing 41.
  • the first bearing 41 is fixed to the recess of the first bracket 61.
  • the second bracket 62 holds the second bearing 42.
  • the second bearing 42 is fixed to the second bracket 62.
  • the first bracket 61 and the second bracket 62 are made of, for example, a metal material such as iron.
  • the first bracket 61 and the second bracket 62 are made of a metal plate having a constant thickness.
  • the first bracket 61 and the second bracket 62 are fixed to the mold resin 30.
  • a field current flows in the winding 12 to generate a magnetic field.
  • a magnetic flux is generated from the stator 10 toward the rotor 20.
  • a magnetic flux is generated from each of the teeth 11b of the iron core 11 of the stator 10 toward the iron core 22 of the rotor 20.
  • a magnetic flux passing through the stator 10 is generated by a permanent magnet 23 embedded in the iron core 22.
  • the magnetic force generated by the interaction between the magnetic flux generated by the stator 10 and the magnetic flux generated by the permanent magnet 23 of the rotor 20 becomes the torque for rotating the rotor 20, and the rotor 20 rotates.
  • the motor 1 in the present embodiment is used for, for example, an air conditioner such as an air conditioner.
  • the electric motor 1 is mounted on the compressor of the outdoor unit of the air conditioner as a fan motor in which a rotary fan is attached to the rotary shaft 21.
  • a technique using a rare earth magnet having a high energy density is known as a permanent magnet of an IPM motor. Thereby, the output and efficiency of the IPM motor can be improved.
  • an IPM motor the magnetic attraction force differs depending on the rotation position of the rotor due to the magnetic flux generated from the permanent magnet held in the iron core of the rotor, so that the torque called cogging torque is generated when the rotor rotates. Pulsation occurs. Therefore, when an IPM motor is used as a fan motor, vibration is generated by the cogging torque to generate noise, and the output and efficiency are lowered.
  • the harmonic component of the drive current of the IPM motor will increase.
  • the number of rotor poles is 10 or more, the harmonic component increases significantly. Therefore, in the conventional IPM motor using a rare earth magnet, the number of poles of the rotor has to be limited to 8 or less. Therefore, there is a limit to suppressing the vibration due to the cogging torque and suppressing the decrease in output and efficiency by increasing the number of poles of the rotor.
  • a rare earth magnet having a high residual magnetic flux density (Br).
  • a rare earth magnet having a high residual magnetic flux density for example, Br ⁇ 1.3T
  • Vibration and noise will increase. Therefore, in a conventional fan motor equipped with an IPM motor using a rare earth magnet, a rare earth magnet (for example, Br ⁇ 1.3T) having a low residual magnetic flux density has to be used.
  • the permanent magnet 23 arranged in the magnet insertion hole 22a of the iron core 22 of the rotor 20 has a residual magnetic flux density of 1.3 T or more (Br ⁇ 1.
  • a 3T) rare earth magnet is used.
  • the number of poles of the rotor 20 is set to 10 or more.
  • the cogging torque can be suppressed, so that vibration and noise due to the cogging torque can be suppressed. That is, the increase in vibration and noise caused by using a rare earth magnet having a residual magnetic flux density of 1.3 T or more as the permanent magnet 23 is offset by increasing the number of poles of the rotor 20 to 10 or more. Can be done.
  • the output and efficiency can be improved by setting the number of poles of the rotor 20 to 10 or more. That is, in addition to being able to improve the output and efficiency by using a rare earth magnet having a residual magnetic flux density of 1.3 T or more as the permanent magnet 23, it is possible to further improve the output and efficiency.
  • the outermost peripheral shape of the iron core 22 corresponding to each magnetic pole of the plurality of permanent magnets 23 is configured to include a plurality of arcs having different radii. That is, the iron core 22 is configured to have a plurality of bulging portions 22c as petals when viewed from the direction of the axis C of the rotating shaft 21.
  • the deviation of the magnetic flux density distribution from the ideal sinusoidal shape can be reduced, so that the induced voltage harmonic amplitude can be reduced in almost all orders. Therefore, the increase in the harmonic component due to the number of poles of the rotor 20 being 10 or more can be offset by forming the iron core 22 of the rotor 20 into a petal shape.
  • the motor 1 although it is an IPM motor using a rare earth magnet, the harmonic component of the electric drive current is increased while achieving high output and high efficiency. While suppressing, the cogging torque can be suppressed and vibration and noise can also be suppressed. Therefore, even with an IPM motor using a rare earth magnet, it is possible to realize an electric motor 1 capable of suppressing vibration and noise and achieving both high output and high efficiency.
  • the residual magnetic flux density of the permanent magnet 23, which is a rare earth magnet is preferably 1.4 T or more.
  • the permanent magnet 23, which is a rare earth magnet, does not contain dysprosium.
  • the residual magnetic flux density of the permanent magnet 23 can be improved as compared with the case where dysprosium is added to the permanent magnet 23, so that the output and efficiency of the motor 1 can be further improved.
  • dysprosium is expensive and difficult to obtain, by not using dysprosium, it is possible to achieve both suppression of vibration and noise, high output, and high efficiency. And it can be easily manufactured.
  • the motor 1 includes a mold resin 30 that covers the stator 10.
  • the mold resin 30 may have a protruding portion 32 that protrudes outward from the side surface of the main body portion 31 that covers the stator 10.
  • the natural frequency of the motor 1 can be increased, so that the vibration and noise of the motor 1 can be suppressed.
  • the dielectric 24 is provided between the rotating shaft 21 and the outer peripheral surface of the iron core 22.
  • the rotor 20 can have a double insulating structure and the impedance on the rotor 20 side can be increased.
  • the potential difference (shaft voltage) between the inner ring and the outer ring in the first bearing 41 and the second bearing 42 can be lowered, so that electrolytic corrosion occurs in the first bearing 41 and the second bearing 42. Can be suppressed.
  • FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the position angle of the rotor and the torque in the electric motor of the comparative example.
  • FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the position angle of the rotor and the torque in the electric motor of the embodiment.
  • the horizontal axis represents the mechanical angle A (deg) of the rotor
  • the vertical axis represents the torque (unit: mN ⁇ m).
  • the motor 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3 was used as the motor of the example.
  • the electric motor of the embodiment is a 10-pole 12-slot (10P12S) IPM motor in which the number of poles of the rotor 20 is 10 and the number of slots of the stator 10 is 12.
  • the permanent magnet 23 a neodymium rare earth magnet having a residual magnetic flux density (Br) of 1.41T was used.
  • the cogging torque can be expected to be suppressed even if a neodymium rare earth magnet having a residual magnetic flux density of 1.5 T is used.
  • the motor of the comparative example is an IPM motor of 8 poles and 12 slots (8P12S) having a structure in which the number of poles of the rotor 20 is changed to 8 poles in the motor 1 according to the present embodiment shown in FIGS. 1 to 3.
  • a neodymium rare earth magnet having a residual magnetic flux density of 1.28 was used as the permanent magnet 23. Except for the number of poles of the rotor 20 and the residual magnetic flux density of the permanent magnet 23, the electric motor of the comparative example and the electric motor of the embodiment are the same.
  • the maximum cogging torque width was 40.9 mN ⁇ m.
  • the maximum cogging torque width of the electric motor (10P12S) of the embodiment was 20.9 mN ⁇ m.
  • the electric motor 1 includes a rotor 20 having an iron core 22 to which a rotating shaft 21 extending in the axial direction is fixed, and a stator 10 arranged facing the rotor 20.
  • the stator 10 has a plurality of teeth 11b extending toward the rotor 20 and slots 14 located between adjacent teeth 11b among the plurality of teeth 11b, and the iron core 22.
  • the plurality of permanent magnets 23 are rare earth magnets, and the plurality of permanent magnets 23 have a plurality of permanent magnets 23.
  • the outermost peripheral shape of the iron core 22 corresponding to each magnetic pole includes a plurality of arcs having different radii, the number of poles of the rotor 20 is 10 or more, and the residual magnetic flux density of the permanent magnet 23 is 1.3 T or more. be.
  • the number of poles of the rotor is preferably 10, and the slot 14 of the stator 10 is preferably 12.
  • the residual magnetic flux density of the permanent magnet 23 is preferably 1.4T or more.
  • a mold resin 30 that covers the stator 10 may be provided.
  • the mold resin 30 may have a main body portion 31 that covers the stator 10 and a protruding portion 32 that protrudes outward from the side surface of the main body portion 31.
  • the rare earth magnet does not have to contain dysprosium.
  • a bearing that rotatably supports the rotating shaft 21 may be provided, and a dielectric may be provided between the rotating shaft 21 and the outer peripheral surface of the iron core.
  • the number of poles of the rotor 20 is 10 (that is, the number of permanent magnets 23 is 10), but the number is not limited to this. Any number can be applied as long as the number of poles of the rotor 20 is 10 or more.
  • the number of slots of the stator 10 is 12, but the number is not limited to this. Any number can be applied to the number of slots of the stator 10.
  • the winding 12 of the stator 10 is wound around the iron core 11 by centralized winding, but the present invention is not limited to this.
  • the winding 12 of the stator 10 may be wound around the iron core 11 by distributed winding.
  • the motor 1 in the above embodiment can be used for household electric equipment such as a vacuum cleaner or a refrigerator, or various electric equipment such as industrial electric equipment such as automobile equipment and robots.
  • the electric motor according to the present disclosure can be widely used for equipment equipped with an electric motor in various fields such as a fan motor used for an air conditioner or the like.

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Abstract

電動機は、軸心方向に延伸する回転軸が固定される鉄心を有する回転子と、回転子に向かい合って配置された固定子と、を備え、固定子は、回転子に向かって延伸する複数のティースと、複数のティースのうち隣り合うティース間のそれぞれに位置するスロットと、を有し、鉄心は、複数の磁石挿入穴と、複数の磁石挿入穴にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、を有し、複数の永久磁石は、希土類磁石であり、複数の永久磁石の各々の磁極に対応する鉄心の最外周形状は、半径が異なる複数の円弧を含み、回転子の極数は、１０以上であり、永久磁石の残留磁束密度は、１．３Ｔ以上である。

Description

電動機
　本開示は、電動機に関し、特に、鉄心に永久磁石が埋設された永久磁石埋め込み型の回転子を備える電動機に関する。
　電動機は、家庭用機器又は産業用機器等の様々な電気機器に用いられている。例えば、空気調和機又は電気掃除機等に用いられる電動機として、回転軸に回転ファンが取り付けられるファンモータが知られている。空気調和機におけるファンモータは、例えば、室外機に搭載されている。この種の電動機として、特許文献１には、ファン駆動用のブラシレスモータが開示されている。
　従来、電動機としては、鉄心に複数の永久磁石が埋設された永久磁石埋め込み型の回転子を有するＩＰＭ（Ｉｎｔｅｒｉｏｒ　Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ　Ｍａｇｎｅｔ）モータが知られている。ＩＰＭモータは、永久磁石によるマグネットトルクに加えて、鉄心に生じる磁気抵抗の大きさの凹凸によるリラクタンストルクを得ることができる。このため、小型で高効率のモータを実現することができる。
　従来、ＩＰＭモータの永久磁石として、エネルギー密度の高い希土類磁石を用いる技術が知られている。この場合、一般的には、ネオジム・鉄・ボロン（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ）からなる希土類磁石が用いられる。
　しかしながら、希土類磁石を用いたＩＰＭモータを搭載した従来のファンモータでは、高出力及び高効率を維持しながら振動及び騒音を抑制しようとすると、回転子の極数を８極以下に制限せざるをえなかったり、残留磁束密度（Ｂｒ）が低い希土類磁石（例えばＢｒ＜１．３Ｔ）を使用せざるをえなかったりした。
日本国特許第５１８６８９９号公報
　本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、希土類磁石を用いたＩＰＭモータであっても、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることができる電動機を提供することを目的とする。
　上記目的を達成するために、本開示に係る電動機の一態様は、軸心方向に延伸する回転軸が固定される鉄心を有する回転子と、前記回転子に向かい合って配置された固定子と、を備え、前記固定子は、前記回転子に向かって延伸する、複数のティースと、前記複数のティースのうち隣り合うティース間のそれぞれに位置するスロットと、を有し、前記鉄心は、複数の磁石挿入穴と、前記複数の磁石挿入穴にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、を有し、前記複数の永久磁石は、希土類磁石であり、前記複数の永久磁石の各々の磁極に対応する前記鉄心の最外周形状は、半径が異なる複数の円弧を含み、前記回転子の極数は、１０以上であり、前記永久磁石の残留磁束密度は、１．３Ｔ以上である。
　また、前記回転子の極数は、１０であり、前記固定子が有するスロットの数は、１２であることが好ましい。
　また、前記永久磁石の残留磁束密度は、１．４Ｔ以上であることが好ましい。
　また、さらに、前記固定子を覆うモールド樹脂を備えていてもよい。
　また、前記モールド樹脂は、前記固定子を覆う本体部と、前記本体部の側面から外方に向かって突出する突出部とを有していてもよい。
　また、前記希土類磁石には、ジスプロシウムが含まれていなくてもよい。
　また、さらに、前記回転軸を回転自在に支持する軸受を備え、前記回転軸と前記鉄心の外周面との間に、誘電体が設けられていてもよい。
　本開示によれば、希土類磁石を用いたＩＰＭモータにおいて、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることができる。
図１は、実施の形態に係る電動機の半断面図である。 図２は、実施の形態に係る電動機を反出力軸側から見たときの平面図である。 図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。 図４Ａは、比較例の電動機における回転子の位置角度とトルクとの関係を示す図である。 図４Ｂは、実施例の電動機における回転子の位置角度とトルクとの関係を示す図である。
　以下、本開示の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本開示の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される、数値、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、並びに、工程及び工程の順序等は、一例であって本開示を限定する主旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本開示の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
　各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。なお、各図において、実質的に同一の構成要素に対しては同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
　本実施の形態において、固定子１０及び回転子２０の半径方向を「径方向」とし、回転子２０の回転方向を「周方向」とする。つまり、回転軸２１の軸心Ｃを中心として軸心Ｃから広がる方向が「径方向」であり、回転軸２１の軸心Ｃを中心として軸心Ｃを周回する方向が「周方向」である。したがって、「径方向」は、回転軸２１の軸心Ｃの方向と直交する方向となる。回転子２０は、回転軸２１の軸心Ｃを回転中心として回転する。
　（実施の形態）
　まず、実施の形態に係る電動機１の構成について、図１～図３を用いて説明する。図１は、実施の形態に係る電動機１の半断面図である。図２は、同電動機１を反出力軸側から見たときの平面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図である。
　図１～図３に示すように、電動機１は、固定子１０と、固定子１０と向かい合って配置された回転子２０と、固定子１０を覆うモールド樹脂３０とを備える。本実施の形態において、回転子２０の極数（磁極数）は、１０である。固定子１０が有するスロット１４は、１２である。なお、回転子２０の極数（磁極数）は、１０以上であれば同様の効果を期待できる。
　電動機１は、さらに、第１軸受４１及び第２軸受４２と、ヒートシンク５０と、第１ブラケット６１及び第２ブラケット６２とを備える。
　なお、本実施の形態における電動機１は、固定子１０がモールド樹脂３０で覆われたモールドモータである。また、電動機１は、モータブラシを用いないブラシレスモータである。
　図１及び図３に示すように、固定子１０（ステータ）は、回転子２０との間に微小なエアギャップを介して回転子２０に対向して配置されている。具体的には、固定子１０は、回転子２０の鉄心２２を囲むように配置されている。つまり、電動機１は、回転子２０が固定子１０の内側に配置されたインナーロータ型のモータである。
　固定子１０は、回転子２０に作用する磁力を発生させる。具体的には、固定子１０は、回転子２０が有する鉄心２２とのエアギャップ面に磁束を生成するように、Ｎ極とＳ極とが複数交互に繰り返して存在する構成になっている。固定子１０は、回転子２０とともに磁気回路を構成している。
　固定子１０は、鉄心１１と、巻線１２と、インシュレータ１３とを有する。
　固定子１０の鉄心１１は、固定子１０のコアとなる環状の固定子鉄心（ステータコア）であり、回転子２０を回転させるための磁力を発生させる。図１に示すように、鉄心１１は、例えば、回転子２０が有する回転軸２１の軸心Ｃの方向に複数の鋼板が積層された積層体である。複数の鋼板の各々は、例えば、所定形状に形成された打ち抜き電磁鋼板である。鉄心１１は、複数の鋼板の積層体に限らず、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。
　図３に示すように、鉄心１１は、回転子２０の鉄心２２を囲むように環状に形成されたヨーク１１ａと、回転子２０に向かって延伸する複数のティース１１ｂとを有する。
　ヨーク１１ａは、各ティース１１ｂの外側に形成されたバックヨークである。ヨーク１１ａは、軸心Ｃを中心とする円環状に形成されている。
　複数のティース１１ｂは、ヨーク１１ａから回転軸２１に向かって突出している。具体的には、複数のティース１１ｂは、回転軸２１の軸心Ｃと直交する方向（ラジアル方向）に放射状に延在している。複数のティース１１ｂは、隣り合う２つのティース１１ｂの間にスロット１４を形成しながら周方向に等間隔に配置されている。つまり、スロット１４は、複数のティース１１ｂのうち隣り合うティース１１ｂ間のそれぞれに位置している。鉄心１１には、１２個のティース１１ｂが設けられており、スロット１４の数は、１２である。つまり、電動機１（固定子１０）のスロット数は１２である。
　各ティース１１ｂには、当該ティース１１ｂの内周側の先端部から周方向の両側に延伸する延伸部が設けられている。この延伸部は、ティース１１ｂの内周側の先端部から突出するように形成されている。この延伸部を含めてティース１１ｂの先端部に位置する内周面が、回転子２０の外周表面に対向する磁極面となる。なお、隣接する２つのティース１１ｂにおいて、一方のティース１１ｂにおける延伸部と他方のティース１１ｂにおける延伸部との間には、隙間（スロットオープニング）が存在する。
　巻線１２は、固定子１０の電機子巻線である。巻線１２は、固定子コイル（ステータコイル）として鉄心１１に巻かれた巻線コイルである。
　巻線１２は、鉄心１１が有する複数のティース１１ｂの各々に巻き回されている。具体的には、巻線１２は、インシュレータ１３を介して複数のティース１１ｂの各々に巻き回されている。つまり、固定子１０には、複数の巻線１２が巻き回されている。各巻線１２は、対応する１つのティース１１ｂに巻回された集中巻コイルであり、鉄心１１のスロット１４に収納されている。
　複数のティース１１ｂの各々は、磁極ティースであり、巻線１２に通電されることで磁力を発生させる。本実施の形態において、固定子１０における複数の巻線１２は、３相同期モータとして回転子２０が回転するように３相巻線として電気的に接続されている。具体的には、複数の巻線１２は、互いに電気的に１２０度位相が異なる、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相それぞれの単位コイルによって構成されている。つまり、各ティース１１ｂに装着された巻線１２は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の相単位でそれぞれに通電される３相の交流によって通電駆動される。これにより、各ティース１１ｂに固定子１０の主磁束が生成される。
　１２個のティース１１ｂにそれぞれ巻き回された１２個の巻線１２は、各巻線１２に流れる電流の位相に応じて、４つのＵ相コイルと、４つのＶ相コイルと、４つのＷ相コイルとに区分されて所定のスロット１４に配置されている。４つのＵ相コイルは、直列接続となるように電気的に接続されている。同様に、４つのＶ相コイルと４つのＷ相コイルとについても、それぞれ直列接続となるように電気的に接続されている。
　インシュレータ１３は、コイルボビンであり、巻線１２が巻回される枠状の枠体部を有する。具体的には、インシュレータ１３の枠体部は、ティース１１ｂの胴体部を囲むように形成されている。インシュレータ１３は、複数のティース１１ｂの各々に設けられている。各インシュレータ１３は、例えば、絶縁樹脂材料によって一体に形成された樹脂成形品である。
　回転子２０（ロータ）は、固定子１０に生じる磁力によって回転する。回転子２０も磁力を生成する。具体的には、回転子２０は、周方向に亘って磁束を生成するＮ極とＳ極とが複数交互に繰り返して存在する構成になっている。これにより、回転子２０は、固定子１０に作用する磁力を発生する。本実施の形態において、回転子２０から発生する磁束の向きは、回転軸２１の軸心Ｃの方向（軸心方向）と直交する方向である。つまり、回転子２０が発生する磁束の向きは、ラジアル方向（径方向）である。
　回転子２０は、回転軸２１と、鉄心２２と、複数の永久磁石２３と、誘電体２４とを有する。回転子２０は、回転軸２１の軸心Ｃを回転中心として回転する。つまり、回転軸２１は、回転子２０が回転する際の中心となる。
　回転子２０は、永久磁石２３が鉄心２２に埋め込まれた永久磁石埋め込み型のロータ（ＩＰＭロータ）である。したがって、本実施の形態における電動機１は、ＩＰＭモータである。
　回転軸２１は、回転子２０が回転する際の中心となる軸心Ｃを有する。回転軸２１は、軸心Ｃの方向に延伸している。回転軸２１は、長尺状のシャフトであり、例えば金属棒である。回転軸２１は、鉄心２２に固定されている。具体的には、回転軸２１は、軸心Ｃの方向に沿って鉄心２２の両側に延在するように、鉄心２２の中心に設けられた貫通孔に挿入されて鉄心２２に固定されている。回転軸２１は、例えば鉄心２２の貫通孔に圧入したり焼き嵌めしたりすることで鉄心２２に固定されている。
　鉄心２２の一方側に突出した回転軸２１の一方の部位である第１部位２１ａは、第１軸受４１に支持されている。一方、鉄心２２の他方側に突出した回転軸２１の他方の部位である第２部位２１ｂは、第２軸受４２に支持されている。つまり、第１軸受４１及び第２軸受４２は、一対の軸受として、回転軸２１を回転自在に支持している。このように、回転軸２１は、回転自在な状態で第１軸受４１と第２軸受４２とに保持されている。これにより、回転子２０は、固定子１０に対して回転可能になっている。
　第１軸受４１及び第２軸受４２は、軸受である。一例として、第１軸受４１及び第２軸受４２は、玉軸受であるが、スラスト軸受等の他の軸受であってもよい。
　本実施の形態において、回転軸２１の第１部位２１ａにおける端部は、出力側の端部であり、第１ブラケット６１及び第１軸受４１から突出している。つまり、回転軸２１の第１部位２１ａは出力軸であり、第１部位２１ａの端部には、例えば回転ファン等の負荷が取り付けられる。なお、回転軸２１の第２部位２１ｂ側の端部は、反出力側の端部であり、第２ブラケット６２及び第２軸受４２から突出していない。回転軸２１の第２部位２１ｂは反出力軸である。
　回転子２０の鉄心２２は、固定子１０の鉄心１１とエアギャップを介して配置されている。鉄心２２は、回転子２０のコアとなる回転子鉄心（ロータコア）である。鉄心２２は、複数の鋼板が回転軸２１の軸心Ｃの方向に積層された積層体である。複数の鋼板の各々は、例えば、所定形状に形成された打ち抜き電磁鋼板である。複数の鋼板は、例えばかしめによって互いに固定されている。なお、鉄心２２は、複数の鋼板の積層体に限らず、磁性材料によって構成されたバルク体であってもよい。
　鉄心２２は、複数の磁石挿入穴２２ａを有する。複数の磁石挿入穴２２ａの各々は、永久磁石２３が埋め込み配設される磁石埋込穴である。複数の磁石挿入穴２２ａは、回転軸２１を囲むように周方向に沿って等間隔で鉄心２２に形成されている。複数の磁石挿入穴２２ａの各々は、回転軸２１の軸心Ｃの方向に延在している。
　複数の磁石挿入穴２２ａの各々には、永久磁石２３が配置されている。具体的には、各磁石挿入穴２２ａには、１つの永久磁石２３が挿入されている。複数の永久磁石２３は、複数の磁石挿入穴２２ａと同様に、回転軸２１を囲むように周方向に沿って等間隔に配置されている。各永久磁石２３は、着磁された永久磁石である。複数の永久磁石２３は、Ｓ極とＮ極との磁極が回転子２０の周方向に交互に存在するように配置されている。つまり、隣り合う２つの永久磁石２３は、Ｓ極及びＮ極の磁極の向きが逆向きになっている。
　本実施の形態では、鉄心２２には１０個の磁石挿入穴２２ａが設けられているので、鉄心２２には１０個の永久磁石２３が挿入されている。したがって、回転子２０の極数は１０（極対数は５）である。なお、永久磁石２３の着磁については、永久磁石２３を磁石挿入穴２２ａ内に配置した後に着磁してもよいし、永久磁石２３を磁石挿入穴２２ａに挿入する前に予め着磁してもよいが、永久磁石２３を磁石挿入穴２２ａに挿入する作業性を考慮すると、永久磁石２３を磁石挿入穴２２ａ内に挿入した後に着磁する方がよい。
　各永久磁石２３は、板状である。永久磁石２３は、板状の直方体であり、平面視形状が矩形状である。したがって、回転軸２１の軸心Ｃを垂線とする平面で切断したときの永久磁石２３の断面形状は、長方形である。各永久磁石２３は、厚み方向が鉄心２２の径方向となるように磁石挿入穴２２ａに配置されている。
　各永久磁石２３は、対応する磁石挿入穴２２ａ内において、鉄心２２の径方向の外側（外周側）寄りに配置されている。磁石挿入穴２２ａ内に挿入された永久磁石２３は、接着剤によって鉄心２２に固定してもよいし、永久磁石２３と磁石挿入穴２２ａとの隙間に詰められる突起を有する固定部材を別途設けることで永久磁石２３を鉄心２２に固定してもよい。
　永久磁石２３は、希土類磁石である。例えば、永久磁石２３は、ネオジム・鉄・ボロン（Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ）を主成分とするネオジム希土類磁石（Ｎｅｏｄｙｍｉｕｍ　Ｍａｇｎｅｔ）である。なお、永久磁石２３は、焼結マグネットであるが、ボンド磁石であってもよい。
　希土類磁石である永久磁石２３は、高密度化された磁石であり、永久磁石２３の残留磁束密度（Ｂｒ）は、１．３Ｔ（テスラー）以上である。永久磁石２３の残留磁束密度は、さらに１．３３Ｔ以上であるとよく、より好ましくは、１．４Ｔ以上であるとよい。
　なお、圧縮機等のような高温雰囲気中で電動機１が用いられると、温度上昇に伴って永久磁石の保磁力（Ｈｃｊ）が低下する。希土類磁石である永久磁石２３にジスプロシウム（Ｄｙ）を添加することで、永久磁石２３の保磁力を向上させてもよい。ただし、希土類磁石にジスプロシウムを添加すると、希土類磁石の保磁力は向上するものの、これに相反して、希土類磁石の残留磁束密度（Ｂｒ）が低下してしまう。このため、ジスプロシウムを永久磁石２３に添加する場合は、ジスプロシウムの添加量は少量にするとよい。本実施の形態において、永久磁石２３には、ジスプロシウムが含有されていない。
　図３に示すように、回転子２０の鉄心２２の外周面には、隣り合う２つの永久磁石２３の間の部分が内方に（つまり軸心Ｃに向かう方向に）落ち込むように形成された凹部２２ｂが存在している。この結果、鉄心２２は、回転軸２１の軸心Ｃの方向から見たときに、最外周部分における複数の永久磁石２３の各々の対応する位置が外方に膨出する膨出部２２ｃを有する形状となる。つまり、鉄心２２は、回転軸２１の軸心Ｃの方向から見たときに、各膨出部２２ｃが花びらとなるような形状になる。本実施の形態では、１０個の永久磁石２３が鉄心２２に設けられているので、鉄心２２の最外周部分には１０個の凹部２２ｂが形成されている。鉄心２２の最外周部分には、１０個の永久磁石２３の各々の磁極中心に対応する部分が外側に膨出する膨出部２２ｃが形成されている。つまり、回転子２０は、鉄心２２が１０個の花びらを有するように形成された花びらロータである。
　具体的には、回転軸２１の軸心Ｃと交差する平面上において、複数の永久磁石２３の各々の磁極に対応する鉄心２２の最外周形状は、半径が異なる複数の円弧を含む。つまり、各永久磁石２３に対応する膨出部２２ｃ（花びら部）において、鉄心２２の最外周形状は、半径が異なる複数の円弧を含む。各膨出部２２ｃにおける鉄心２２の最外周形状は、変曲点を介して連続する第１の円弧と第２の円弧とを含む。この変曲点は、第１の円弧と第２の円弧との接続点（境界点）であり、第１の円弧と第２の円弧とは変曲点を介して連続する１つの曲線になっている。
　第１の円弧は、永久磁石２３の磁極の中心と回転軸２１の軸心Ｃとを通る第１の直線（つまりｄ軸）が鉄心２２の最外周と交差する第１の点を通る円弧である。具体的には、第１の円弧は、第１の点を通り、且つ、隣り合う２つの変曲点を結ぶ円弧である。
　第２の円弧は、複数の永久磁石２３のうち隣り合う２つの永久磁石２３の磁極間中心と回転軸２１の軸心Ｃとを通る第２の直線（つまりｑ軸）が鉄心２２の最外周と交差する第２の点と変曲点とを結ぶ円弧である。
　各膨出部２２ｃにおける鉄心２２の最外周形状は、１つの第１の円弧と２つの第２の円弧とによって構成されている。つまり、各永久磁石２３の１磁極分に対応する鉄心２２の最外周形状は、１つの第１の円弧と２つの第２の円弧とによって構成されている。具体的には、各膨出部２２ｃ（各永久磁石２３の１磁極分）における鉄心２２の最外周形状は、２つの変曲点を有しており、１つの第１の円弧が２つの第２の円弧で挟まれた構成になっている。
　本実施の形態において、第１の円弧の中心は、回転軸２１の軸心Ｃである。つまり、第１の円弧の半径をＲ１とすると、第１の円弧は、軸心Ｃを回転中心とする半径Ｒ１の円弧である。したがって、第１の円弧は、鉄心２２の最大径をなす円の一部である。
　一方、第２の円弧の中心は、回転軸２１の軸心Ｃではなく、軸心Ｃと鉄心２２の最外周（外縁）との間に位置している。第２の円弧は、鉄心２２の最大径をなす円の一部を軸心Ｃに向けて凹ませて凹部２２ｂを形成するための円弧である。つまり、第２の円弧を設けることで、鉄心２２の最外周部分の一部を凹ませることができる。
　本実施の形態において、第２の円弧の中心は、第１の円弧と第２の円弧との境界点である変曲点と回転軸２１の軸心Ｃとを結ぶ線分上に位置する点である。つまり、第２の円弧の半径をＲ２とすると、第２の円弧は、この点を回転中心とする半径Ｒ２の円弧である。
　図１及び図３に示すように、誘電体２４は、回転軸２１と鉄心２２の外周面との間に設けられている。図３に示すように、回転軸２１の軸心Ｃの方向から見たときに、誘電体２４は、回転軸２１を囲む環状である。また、図１に示すように、誘電体２４は、回転軸２１の軸心Ｃの方向に延在している。誘電体２４は、絶縁樹脂材料等の絶縁材料によって形成されている。したがって、誘電体２４は、誘電体２４を境界として鉄心２２を外側鉄心と内側鉄心とに直列的に絶縁分離している。誘電体２４の材料としては、例えば、不飽和ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂、ポリブチレンテレフタレート又はポリアミド等の熱可塑性樹脂、エラストマーや加硫型ゴムのような弾性体等を用いることができる。
　このように、回転子２０に誘電体２４を設けることで、回転子２０側の等価回路として、誘電体２４による静電容量が直列接続された構成となり回転子２０側のインピーダンスを高くすることができる。これにより、第１軸受４１及び第２軸受４２における内輪と外輪との間の電位差、すなわち軸電圧を低くすることができるので、第１軸受４１及び第２軸受４２に電食が発生することを抑制できる。
　図３に示すように、誘電体２４は、回転軸２１の軸心Ｃの方向から見たときに、回転軸２１を中心に多角形の環状である。このように、誘電体２４を多角形にすることで、誘電体２４を境界とする鉄心２２における内側鉄心と外側鉄心とが回転子２０の回転によって空転することを防止することができる。
　本実施の形態において、誘電体２４の多角形の角及び辺の数は、永久磁石２３の数と同じであるとよいので、誘電体２４は、正１０角形の環状になっている。このように、誘電体２４の多角形の角数と、回転子２０に保持されている永久磁石２３の着磁極数とを同数にすることで、回転子２０の回転により発生するアンバランスを最小限にすることができる。
　誘電体２４の多角形の角の頂点は、回転軸２１を中心に、回転子２０に保持されている永久磁石２３に着磁された極の中心に位置している。これにより、永久磁石２３から発生する磁束の流れを妨げることなく、誘電体２４を配置することができる。また、誘電体２４の多角形の角の頂点に丸み（Ｒ）を付けることで鉄心２２の加工性を向上させることができる。
　図１に示すように、固定子１０は、モールド樹脂３０で覆われている。モールド樹脂３０は、固定子１０の周方向の全周にわたって固定子１０の外側部分を覆っている。具体的には、モールド樹脂３０は、鉄心１１、巻線１２及びインシュレータ１３の外側部分を覆っている。本実施の形態において、モールド樹脂３０は、巻線１２及びインシュレータ１３の各々の外面に接している。
　モールド樹脂３０は、例えば、ポリエステル樹脂又はエポキシ樹脂等の熱伝導性に優れた絶縁性樹脂材料によって形成されている。また、モールド樹脂３０は、熱硬化性樹脂によって形成されている。本実施の形態において、モールド樹脂３０は、熱硬化性樹脂である不飽和ポリエステルによって形成されている。具体的には、モールド樹脂３０は、白色のＢＭＣ（Ｂｕｌｋ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）不飽和ポリエステル樹脂によって形成されている。
　モールド樹脂３０は、電動機１の外郭を構成しており、モールド樹脂３０の外面には、露出面が含まれている。具体的には、モールド樹脂３０の側面となる外周面及び第１ブラケット６１側の上面とが露出している。また、固定子１０を覆うモールド樹脂３０は、回転子２０を内包するハウジングを構成している。なお、このハウジング内には、固定子１０が有する巻線１２が結線されるプリント回路基板が配置されていてもよい。
　図１及び図２に示すように、モールド樹脂３０は、電動機１の胴部をなす本体部３１と、本体部３１に設けられた突出部３２とを有する。突出部３２は、本体部３１に複数設けられている。具体的には、図２に示すように、突出部３２は、周方向に沿って等間隔で４つ設けられている。なお、本体部３１と突出部３２とはモールド成形により一体となって１つのモールド樹脂３０を構成している。
　図１に示すように、本体部３１は、固定子１０を覆っている。具体的には、本体部３１は、鉄心１１と巻線１２とインシュレータ１３とを覆っている。
　突出部３２は、径方向において外方に突出している。具体的には、突出部３２は、本体部３１の側面から外方に向かって突出している。突出部３２は、電動機１の脚部であり、電動機１を外部装置等に取り付けるための取付部として機能する。突出部３２には、ねじ等を挿通するための貫通孔が設けられている。
　図１に示すように、回転軸２１の軸心Ｃの方向におけるモールド樹脂３０の一方側には、ヒートシンク５０が配置されている。図２に示すように、ヒートシンク５０は、複数のフィン５１を有する。ヒートシンク５０は、例えば、アルミニウムによって構成されているが、アルミニウム以外の金属材料によって構成されていてもよい。
　回転軸２１の軸心Ｃの方向におけるモールド樹脂３０の一方側には、第１ブラケット６１が固定されている。回転軸２１の軸心Ｃの方向におけるモールド樹脂３０の他方の端部には、第２ブラケット６２が固定されている。第１ブラケット６１は、第１軸受４１を保持している。第１軸受４１は、第１ブラケット６１の凹部に固定されている。第２ブラケット６２は、第２軸受４２を保持している。第２軸受４２は、第２ブラケット６２に固定されている。
　第１ブラケット６１及び第２ブラケット６２は、例えば、鉄等の金属材料によって構成されている。例えば、第１ブラケット６１及び第２ブラケット６２は、厚さが一定の金属板によって構成されている。第１ブラケット６１と第２ブラケット６２とは、モールド樹脂３０に固定されている。
　このように構成される電動機１では、固定子１０が有する巻線１２に通電すると、界磁電流が巻線１２に流れて磁界が生成される。これにより、固定子１０から回転子２０に向かう磁束が生成される。具体的には、固定子１０が有する鉄心１１のティース１１ｂの各々から回転子２０が有する鉄心２２に向かう磁束が生成される。一方、回転子２０では、鉄心２２に埋め込まれた永久磁石２３によって固定子１０を通る磁束が生成される。固定子１０で生成される磁束と回転子２０が有する永久磁石２３から生じる磁束との相互作用によって生じた磁気力が回転子２０を回転させるトルクとなり、回転子２０が回転する。
　本実施の形態における電動機１は、例えば、エアコン等の空気調和機に用いられる。具体的には、電動機１は、回転軸２１に回転ファンが取り付けられたファンモータとして、空気調和機の室外機の圧縮機に搭載される。
　次に、本実施の形態に係る電動機１の作用効果について、本開示の技術に至った経緯も含めて説明する。
　従来、ＩＰＭモータの永久磁石として、エネルギー密度の高い希土類磁石を用いる技術が知られている。これにより、ＩＰＭモータの出力及び効率を向上させることができる。
　一方、ＩＰＭモータでは、回転子の鉄心に保持された永久磁石から発生する磁束に起因して回転子の回転位置によって磁気吸引力が異なるため、回転子が回転する際にコギングトルクと呼ばれるトルクの脈動が発生する。このため、ファンモータとしてＩＰＭモータを用いると、コギングトルクによって振動が発生して騒音が生じたり、出力及び効率が低下したりする。
　この場合、コギングトルクを抑制するために回転子の極数を増やすと、ＩＰＭモータの駆動電流の高調波成分が増加してしまう。例えば、希土類磁石を用いた従来のＩＰＭモータにおいて、回転子の極数を１０以上にすると、高調波成分が大幅に増加してしまう。このため、希土類磁石を用いた従来のＩＰＭモータでは、回転子の極数を８以下に制限せざるをえなかった。このため、回転子の極数を増やすことでコギングトルクによる振動を抑制して出力及び効率の低下を抑制するには限界があった。
　そこで、出力及び効率を高めるために、残留磁束密度（Ｂｒ）が高い希土類磁石を用いることが考えられるが、ＩＰＭモータにおいて、残留磁束密度が高い希土類磁石（例えばＢｒ≧１．３Ｔ）を用いると、振動及び騒音が増加してしまう。このため、希土類磁石を用いたＩＰＭモータを搭載した従来のファンモータでは、残留磁束密度が低い希土類磁石（例えばＢｒ＜１．３Ｔ）を使用せざるをえなかった。
　このように、希土類磁石を用いた従来のＩＰＭモータでは、様々な要因が複雑に絡んでおり、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることが難しかった。
　そこで、本願発明者らは、この課題に対して鋭意検討した結果、希土類磁石を用いたＩＰＭモータであっても、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることができる電動機１の構成にたどり着くことができた。
　具体的には、本実施の形態に係る電動機１では、まず、回転子２０の鉄心２２の磁石挿入穴２２ａに配置された永久磁石２３として、残留磁束密度が１．３Ｔ以上（Ｂｒ≧１．３Ｔ）の希土類磁石を用いている。これにより、電動機１の出力及び効率を向上させることができる。
　一方、残留磁束密度が１．３Ｔ以上の希土類磁石を用いると、電動機１をファンモータとして用いたときに、振動及び騒音が増加する。
　そこで、本実施の形態に係る電動機１では、回転子２０の極数を１０以上にしている。これにより、コギングトルクを抑制することができるので、コギングトルクによる振動及び騒音を抑制することができる。つまり、永久磁石２３として残留磁束密度が１．３Ｔ以上の希土類磁石を用いたことで振動及び騒音が増加してしまった分を、回転子２０の極数を１０以上にすることで相殺することができる。
　しかも、回転子２０の極数を１０以上にすることで、出力及び効率を向上させることもできる。つまり、永久磁石２３として残留磁束密度が１．３Ｔ以上の希土類磁石を用いたことで出力及び効率を向上させることができることに加えて、さらに、出力及び効率を向上させることができる。
　一方、回転子２０の極数を１０以上にすると、電動機１の駆動電流の高調波成分が増加してしまう。そこで、本実施の形態に係る電動機１では、複数の永久磁石２３の各々の磁極に対応する鉄心２２の最外周形状を半径が異なる複数の円弧を含むように構成している。つまり、回転軸２１の軸心Ｃの方向から見たときに、鉄心２２が花びらとして複数の膨出部２２ｃを有するように構成されている。
　この構成により、磁束密度分布が理想的な正弦波形状からのずれを小さくすることができるので、ほぼ全ての次数において誘起電圧高調波振幅を小さくすることができる。したがって、回転子２０の極数を１０以上したことによる高調波成分の増加を、回転子２０の鉄心２２を花びら形状とすることで相殺することができる。
　このように、本実施の形態に係る電動機１によれば、希土類磁石を用いたＩＰＭモータでありながらも、高出力化及び高効率化を図りながらも、電駆動電流の高調波成分の増加を抑制しつつ、コギングトルクを抑制して振動及び騒音も抑制することができる。したがって、希土類磁石を用いたＩＰＭモータであっても、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることができる電動機１を実現することができる。
　また、本実施の形態に係る電動機１において、希土類磁石である永久磁石２３の残留磁束密度は、好ましくは１．４Ｔ以上であるとよい。
　これにより、振動及び騒音の抑制を維持しつつ、さらに電動機１の高出力化及び高効率化を図ることができる。
　また、本実施の形態に係る電動機１において、希土類磁石である永久磁石２３には、ジスプロシウムが含まれていない。
　この構成により、永久磁石２３にジスプロシウムを添加した場合と比べて、永久磁石２３の残留磁束密度を向上させることができるので、電動機１の出力及び効率をさらに向上させることができる。しかも、ジスプロシウムは、高価であり、また、入手も難しいことから、ジスプロシウムを用いないことによって、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることができる電動機１を低コストかつ容易に製造することができる。
　また、本実施の形態に係る電動機１は、固定子１０を覆うモールド樹脂３０を備えている。
　この構成により、振動及び騒音をさらに抑制することができる。したがって、さらに低振動及び低騒音で高出力及び高効率の電動機１を実現することができる。
　この場合、モールド樹脂３０は、固定子１０を覆う本体部３１の側面から外方に向かって突出する突出部３２を有するとよい。
　この構成により、電動機１の固有振動数を大きくすることができるので、電動機１の振動及び騒音を抑制することができる。
　また、本実施の形態に係る電動機１における回転子２０において、回転軸２１と鉄心２２の外周面との間に誘電体２４が設けられている。
　この構成により、回転子２０を二重絶縁構造にして回転子２０側のインピーダンスを高くすることができる。これにより、第１軸受４１及び第２軸受４２における内輪と外輪との間の電位差（軸電圧）を低くすることができるので、第１軸受４１及び第２軸受４２に電食が発生することを抑制できる。
　ここで、比較例の電動機と実施例の電動機とについて、実際にコギングトルクを測定する実験を行ったので、その測定結果について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａは、比較例の電動機における回転子の位置角度とトルクとの関係を示す図である。図４Ｂは、実施例の電動機における回転子の位置角度とトルクとの関係を示す図である。図４Ａ及び図４Ｂにおいて、横軸は、回転子の機械角Ａ（ｄｅｇ）を示しており、縦軸は、トルク（単位：ｍＮ・ｍ）を示している。
　この実験では、実施例の電動機として、図１～図３に示される本実施の形態に係る電動機１を用いた。具体的には、実施例の電動機は、回転子２０の極数が１０極で、固定子１０のスロット数が１２である１０極１２スロット（１０Ｐ１２Ｓ）のＩＰＭモータである。永久磁石２３として、残留磁束密度（Ｂｒ）が１．４１Ｔであるネオジム希土類磁石を用いた。なお、１０極１２スロットのＩＰＭモータを用いた場合、残留磁束密度が１．５Ｔであるネオジム希土類磁石を用いても、コギングトルクの抑制が期待できる。
　一方、比較例の電動機は、図１～図３に示される本実施の形態に係る電動機１において、回転子２０の極数を８極に変更した構造の８極１２スロット（８Ｐ１２Ｓ）のＩＰＭモータを用いた。比較例の電動機では、永久磁石２３として、残留磁束密度が１．２８であるネオジム希土類磁石を用いた。回転子２０の極数と永久磁石２３の残留磁束密度以外については、比較例の電動機と実施例の電動機とは同じである。
　また、電動機のトルクの測定は、外部回転を１ｒ／ｍｉｎとして回転子２０を回転させて行った。その結果を図４Ａ及び図４Ｂに示す。
　図４Ａに示すように、比較例の電動機（８Ｐ１２Ｓ）については、最大コギングトルク幅が４０．９ｍＮ・ｍであった。一方、図４Ｂに示すように、実施例の電動機（１０Ｐ１２Ｓ）については、最大コギングトルク幅が２０．９ｍＮ・ｍであった。このように、実施例の電動機は、比較例の電動機と比べて、コギングトルクを大きく軽減できることが確認できた。
　　以上のように、本実施の形態に係る電動機１は、軸心方向に延伸する回転軸２１が固定される鉄心２２を有する回転子２０と、回転子２０に向かい合って配置された固定子１０と、を備え、固定子１０は、回転子２０に向かって延伸する、複数のティース１１ｂと、複数のティース１１ｂのうち隣り合うティース１１ｂ間のそれぞれに位置するスロット１４と、を有し、鉄心２２は、複数の磁石挿入穴２２ａと、複数の磁石挿入穴２２ａにそれぞれ配置された複数の永久磁石２３と、を有し、複数の永久磁石２３は、希土類磁石であり、複数の永久磁石２３の各々の磁極に対応する鉄心２２の最外周形状は、半径が異なる複数の円弧を含み、回転子２０の極数は、１０以上であり、永久磁石２３の残留磁束密度は、１．３Ｔ以上である。
　これにより、希土類磁石を用いたＩＰＭモータにおいて、振動及び騒音の抑制と高出力化及び高効率化との両立を図ることができる。
　また、回転子の極数は、１０であり、固定子１０が有するスロット１４は、１２であることが好ましい。
　また、永久磁石２３の残留磁束密度は、１．４Ｔ以上であることが好ましい。
　また、さらに、固定子１０を覆うモールド樹脂３０を備えてもよい。
　また、モールド樹脂３０は、固定子１０を覆う本体部３１と、本体部３１の側面から外方に向かって突出する突出部３２とを有してもよい。
　また、希土類磁石には、ジスプロシウムが含まれていなくてもよい。
　また、さらに、回転軸２１を回転自在に支持する軸受を備え、回転軸２１と鉄心の外周面との間に、誘電体が設けられていてもよい。
　（変形例）
　以上、本開示に係る電動機１について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、上記実施の形態に限定されるものではない。
　例えば、上記実施の形態において、回転子２０の極数は１０（つまり、永久磁石２３の数が１０個）としたが、これに限るものではない。回転子２０の極数は、１０以上であれば、任意の数を適用することができる。
　また、上記実施の形態において、固定子１０のスロット数は１２であったが、これに限るものではない。固定子１０のスロット数は、任意の数を適用できる。
　また、上記実施の形態において、固定子１０の巻線１２は、集中巻きで鉄心１１に巻回されていたが、これに限るものではない。例えば、固定子１０の巻線１２は、分布巻きで鉄心１１に巻回されていてもよい。
　また、上記実施の形態において、電動機１は、空気調和機のファンモータに適用する場合について説明したが、これに限らない。例えば、上記実施の形態における電動機１は、掃除機又は冷蔵庫等の家庭用電気機器、又は、自動車用機器やロボット等の産業用電気機器等の種々の電気機器に利用することができる。
　その他、上記実施の形態に対して当業者が思い付く各種変形を施して得られる形態や、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で上記実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本開示に含まれる。
　本開示に係る電動機は、空気調和機等に用いられるファンモータをはじめとして、様々な分野において、電動機を備える機器に広く利用することができる。
　　１　電動機
　　１０　固定子
　　１１　鉄心
　　１１ａ　ヨーク
　　１１ｂ　ティース
　　１２　巻線
　　１３　インシュレータ
　　１４　スロット
　　２０　回転子
　　２１　回転軸
　　２１ａ　第１部位
　　２１ｂ　第２部位
　　２２　鉄心
　　２２ａ　磁石挿入穴
　　２２ｂ　凹部
　　２２ｃ　膨出部
　　２３　永久磁石
　　２４　誘電体
　　３０　モールド樹脂
　　３１　本体部
　　３２　突出部
　　４１　第１軸受
　　４２　第２軸受
　　５０　ヒートシンク
　　５１　フィン
　　６１　第１ブラケット
　　６２　第２ブラケット

Claims (7)

  1. 軸心方向に延伸する回転軸が固定される鉄心を有する回転子と、前記回転子に向かい合って配置された固定子と、を備え、
    前記固定子は、前記回転子に向かって延伸する、複数のティースと、前記複数のティースのうち隣り合うティース間のそれぞれに位置するスロットと、を有し、
    前記鉄心は、複数の磁石挿入穴と、前記複数の磁石挿入穴にそれぞれ配置された複数の永久磁石と、を有し、
    前記複数の永久磁石は、希土類磁石であり、
    前記複数の永久磁石の各々の磁極に対応する前記鉄心の最外周形状は、半径が異なる複数の円弧を含み、
    前記回転子の極数は、１０以上であり、
    前記永久磁石の残留磁束密度は、１．３Ｔ以上である、電動機。
  2. 前記回転子の極数は、１０であり、前記固定子が有するスロットは、１２である、請求項１に記載の電動機。
  3. 前記永久磁石の残留磁束密度は、１．４Ｔ以上である、請求項１または２に記載の電動機。
  4. さらに、前記固定子を覆うモールド樹脂を備える、請求項１～３のいずれか１項に記載の電動機。
  5. 前記モールド樹脂は、前記固定子を覆う本体部と、前記本体部の側面から外方に向かって突出する突出部とを有する、請求項４に記載の電動機。
  6. 前記希土類磁石には、ジスプロシウムが含まれていない、請求項１～５のいずれか１項に記載の電動機。
  7. さらに、前記回転軸を回転自在に支持する軸受を備え、前記回転軸と前記鉄心の外周面との間に、誘電体が設けられている、請求項１～６のいずれか１項に記載の電動機。
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