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WO2023037438A1 - ロータ、モータ、圧縮機および冷凍サイクル装置 - Google Patents

ロータ、モータ、圧縮機および冷凍サイクル装置 Download PDF

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Publication number
WO2023037438A1
WO2023037438A1 PCT/JP2021/032986 JP2021032986W WO2023037438A1 WO 2023037438 A1 WO2023037438 A1 WO 2023037438A1 JP 2021032986 W JP2021032986 W JP 2021032986W WO 2023037438 A1 WO2023037438 A1 WO 2023037438A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
slit
rotor
magnetic pole
center line
shortest distance
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/032986
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
大輝 岩田
智希 増子
篤 松岡
Original Assignee
三菱電機株式会社
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 三菱電機株式会社 filed Critical 三菱電機株式会社
Priority to JP2023546619A priority Critical patent/JPWO2023037438A1/ja
Priority to PCT/JP2021/032986 priority patent/WO2023037438A1/ja
Priority to US18/682,196 priority patent/US20240348115A1/en
Priority to CN202180101998.2A priority patent/CN117897884A/zh
Publication of WO2023037438A1 publication Critical patent/WO2023037438A1/ja

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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
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    • 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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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
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    • H02K2213/00—Specific aspects, not otherwise provided for and not covered by codes H02K2201/00 - H02K2211/00
    • H02K2213/03—Machines characterised by numerical values, ranges, mathematical expressions or similar information

Definitions

  • the present disclosure relates to rotors, motors, compressors, and refrigeration cycle devices.
  • a permanent magnet-embedded rotor has a rotor core having a magnet insertion hole and permanent magnets arranged in the magnet insertion hole.
  • the permanent magnet has a flat plate shape and is magnetized in the thickness direction.
  • Two or more permanent magnets may be arranged in one magnet insertion hole.
  • two permanent magnets may be arranged in a V-shaped magnet insertion hole.
  • the three permanent magnets are arranged obliquely with respect to the central permanent magnet so that the permanent magnets on both sides face each other. Such an arrangement is also referred to as a bathtub arrangement.
  • Patent Document 1 in order to collect the magnetic flux emitted from the permanent magnet at the center of the pole, it has been proposed to form a long slit in the circumferential direction adjacent to the end of the V-shaped magnet insertion hole (for example, Patent Document 1 reference).
  • the direction of the magnetic flux flowing into the end of the permanent magnet closest to the outer circumference of the rotor core is close to the thickness direction (that is, the magnetization direction) of the permanent magnet. . Therefore, the demagnetization of the permanent magnets cannot be sufficiently suppressed only by providing the slits as described above.
  • the present disclosure has been made to solve the above problems, and aims to suppress demagnetization of permanent magnets.
  • a rotor of the present disclosure includes a rotor core having an outer periphery extending in a circumferential direction about an axis and magnet insertion holes positioned inside the outer periphery in a radial direction about the axis, and arranged in the magnet insertion holes. and at least three permanent magnets.
  • the magnet insertion hole has a first hole positioned at the center in the circumferential direction of the magnet insertion hole, and two second holes extending from both ends of the first hole in the circumferential direction toward the outer circumference.
  • the at least three permanent magnets have a first permanent magnet positioned in the first hole and a second permanent magnet positioned in each of the second holes.
  • the first hole extends in a direction orthogonal to the magnetic pole center line, which is a radial straight line passing through the circumferential center of the magnet insertion hole.
  • the rotor core includes first slits formed between each of the second holes and the magnetic pole center line and having a length in the circumferential direction, and formed between the first slit and the magnetic pole center line, and having a diameter and a second slit having a length in the direction.
  • the shortest distance C [mm] from the first slit to the magnet insertion hole and the shortest distance S [mm] from the first slit to the outer circumference satisfy S ⁇ 0.7517C 2 +0.2021C+1.1395. .
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a motor according to Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing the rotor of Embodiment 1;
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the rotor of Embodiment 1.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing an enlarged region corresponding to one magnetic pole of the rotor of the first embodiment;
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux in the rotor core in Comparative Example (A) and Embodiment 1 (B); 4 is an enlarged cross-sectional view showing a portion including magnet insertion holes and side slits of the rotor of the first embodiment; FIG.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing an enlarged part of the rotor of the second embodiment
  • 4 is a table showing the relationship between the ratio of the permanent magnet width W1 to the shortest distance B from the magnetic pole center line to the slit, and the reduction rate of the induced voltage.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an enlarged part of a rotor according to Embodiment 3;
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an enlarged region corresponding to one magnetic pole of the rotor of Embodiment 3; 5 is a graph showing the relationship between the Vf ratio and the angle between the edge of the slit and the straight line passing through the radially inner endpoint of the edge and the point on the pole center side of the side slit. It is a sectional view showing a compressor to which a motor of each embodiment can be applied.
  • FIG. 19 is a diagram showing a refrigeration cycle apparatus having the compressor of FIG. 18;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing motor 100 of Embodiment 1.
  • FIG. A motor 100 is a permanent magnet embedded motor in which permanent magnets 20 are embedded in a rotor 1 .
  • the motor 100 has a rotatable rotor 1 and a stator 5 provided so as to surround the rotor 1 .
  • An air gap of 0.3 to 1.0 mm is formed between the stator 5 and the rotor 1, for example.
  • the stator 5 is fixed inside a closed container 502 (FIG. 19) of a compressor 500, which will be described later.
  • the direction of the axis Ax which is the rotation axis of the rotor 1, is hereinafter referred to as the "axial direction”.
  • a circumferential direction about the axis Ax is called a “circumferential direction”.
  • a radial direction about the axis Ax is referred to as a “radial direction”.
  • the stator 5 has a stator core 50 and a coil 55 wound around the stator core 50 .
  • the stator core 50 is formed by laminating magnetic steel sheets in the axial direction and fixing them by caulking or the like.
  • the plate thickness of the electromagnetic steel plate is, for example, 0.1 to 0.7 mm.
  • Stator core 50 has an annular yoke 51 centered on axis Ax and a plurality of teeth 52 extending radially inward from yoke 51 .
  • the teeth 52 are formed at regular intervals in the circumferential direction. Although the number of teeth 52 is 18 here, it may be 2 or more. Slots 53 for accommodating coils 55 are formed between adjacent teeth 52 . An insulating portion made of resin such as polyethylene terephthalate (PET) is provided between the slot 53 and the coil 55 .
  • PET polyethylene terephthalate
  • the coil 55 is composed of a magnet wire and wound around the teeth 52 by concentrated winding or distributed winding.
  • a wire diameter of the coil 55 is, for example, 0.8 mm.
  • the coil 55 has three-phase windings of U-phase, V-phase and W-phase, and is connected by Y-connection or delta-connection.
  • FIG. 2 is a sectional view showing the rotor 1.
  • the rotor 1 has a cylindrical rotor core 10 , permanent magnets 20 attached to the rotor core 10 , and a shaft 30 fixed to the central portion of the rotor core 10 .
  • a central axis of the shaft 30 is the above-described axis Ax.
  • the rotor core 10 has an outer circumference 10a and an inner circumference 10b. Both the outer circumference 10a and the inner circumference 10b are circular around the axis Ax.
  • the rotor core 10 is formed by laminating magnetic steel sheets in the axial direction and integrating them by caulking or the like.
  • the plate thickness of the electromagnetic steel plate is, for example, 0.1 to 0.7 mm, here it is 0.35 mm.
  • a shaft 30 is fixed to the inner circumference 10b of the rotor core 10 by shrink fitting or press fitting.
  • a plurality of magnet insertion holes 11 are formed along the outer circumference 10 a of the rotor core 10 .
  • the plurality of magnet insertion holes 11 are formed at regular intervals in the circumferential direction.
  • the magnet insertion hole 11 extends from one axial end to the other axial end of the rotor core 10 .
  • One magnet insertion hole 11 corresponds to one magnetic pole.
  • the number of magnet insertion holes 11 is six here, so the number of poles is six. However, the number of poles is not limited to six, and may be two or more.
  • An interpolar portion M is formed between adjacent magnetic poles, that is, between adjacent magnet insertion holes 11 .
  • the three permanent magnets 20 are arranged in each magnet insertion hole 11 .
  • the three permanent magnets 20 include a permanent magnet 21 as a first permanent magnet located in the center in the circumferential direction and two permanent magnets 22 as second permanent magnets located on both sides thereof.
  • Both permanent magnets 21 and 22 are rare earth magnets containing, for example, neodymium (Nd), iron (Fe) and boron (B).
  • FIG. 3 is a diagram showing a portion of the rotor 1, more specifically, an area corresponding to two magnetic poles.
  • the center of the magnet insertion hole 11 in the circumferential direction corresponds to the pole center.
  • a straight line in the radial direction passing through the pole center is called a magnetic pole centerline P.
  • the magnet insertion hole 11 has a first hole 11a located in the center in the circumferential direction and two second holes 11b located on both sides in the circumferential direction of the first hole 11a.
  • a first hole portion 11a of the magnet insertion hole 11 extends in a direction perpendicular to the magnetic pole center line P. As shown in FIG.
  • Each second hole 11b of the magnet insertion hole 11 extends from the longitudinal end of the first hole 11a toward the outer circumference 10a. Further, each second hole portion 11b extends obliquely with respect to the magnetic pole center line P so that the distance from the magnetic pole center line P increases toward the outer side in the radial direction.
  • the angle between the first hole portion 11a and the second hole portion 11b is, for example, 120 degrees, but is not limited to this.
  • a permanent magnet 21 is arranged in the first hole portion 11 a of the magnet insertion hole 11 .
  • Permanent magnets 22 are arranged in the two second holes 11b, respectively. Therefore, the permanent magnets 22 on both sides are arranged to be inclined with respect to the central permanent magnet 21 .
  • Such arrangement of the permanent magnet 21 and the two permanent magnets 22 is called a bathtub arrangement.
  • the permanent magnet 21 has a width W1 in the direction perpendicular to the magnetic pole center line P and a thickness in the direction of the magnetic pole center line P.
  • Each permanent magnet 22 has a width W2 in a direction inclined to the magnetic pole center line P and a thickness in a direction orthogonal to the width direction.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a portion of the rotor 1 corresponding to one magnetic pole.
  • the permanent magnet 21 has an outer surface 21a on the side of the outer circumference 10a, an inner surface 21b on the side of the inner circumference 10b, and end faces 21c on both ends in the width direction.
  • the width W1 is the distance between the two end faces 21c.
  • Each permanent magnet 22 has an outer surface 22a on the magnetic pole center line P side, an inner surface 22b on the interpolar portion M side, and end faces 22c at both ends in the width direction.
  • the width W2 is the distance between the two end faces 22c.
  • the positioning portion 111 is a convex portion that protrudes from the side of the first hole portion 11a on the inner circumference 10b side.
  • recesses 112 facing the inner surface 21b of the permanent magnet 21 are formed adjacent to the two positioning portions 111 in the first hole portion 11a.
  • the concave portion 112 is formed to facilitate processing of the positioning portion 111 and reduce stress concentration.
  • the positioning portion 113 is a convex portion that protrudes from the side of the second hole portion 11b on the interpolar portion M side.
  • recesses 114 facing the inner surface 22b of the permanent magnet 22 are formed adjacent to the two positioning portions 113 in each of the second holes 11b.
  • the concave portion 114 is formed to facilitate processing of the positioning portion 113 and reduce stress concentration.
  • the magnet insertion hole 11 has a flux barrier 12 on the outer circumference 10a side of each second hole 11b.
  • the flux barrier 12 is an air gap for reducing leakage flux between adjacent magnetic poles.
  • a thin portion 13 is formed between the flux barrier 12 and the outer periphery 10 a of the rotor core 10 . It is desirable that the width of the thin portion 13 in the radial direction be the same as the plate thickness of the electromagnetic steel sheets forming the rotor core 10 .
  • a side slit 14 is formed between the magnet insertion hole 11 and the magnetic pole center line P, more specifically between the flux barrier 12 and the magnetic pole center line P.
  • the side slits 14 extend in the circumferential direction along the outer circumference 10a of the rotor core 10. As shown in FIG.
  • the side slit 14 has a length L1 in the circumferential direction and a width H1 in the radial direction. Length L1 is longer than width H1.
  • the side slits 14 are also called first slits or circumferential slits.
  • the side slit 14 has an edge 14a facing the outer periphery 10a of the rotor core 10, an opposite edge 14b, an edge 14c facing the magnetic pole center line P, and an edge 14d facing the magnet insertion hole 11.
  • a thin portion 16 is formed between the edge 14 a of the side slit 14 and the outer circumference 10 a of the rotor core 10 .
  • a thin portion 17 is formed between the edge 14 d of the side slit 14 and the magnet insertion hole 11 .
  • the edge 14 d of the side slit 14 faces the flux barrier 12 here, but may face the magnet insertion hole 11 .
  • a slit 15 is formed between the side slit 14 and the magnetic pole center line P. Each slit 15 extends parallel to the magnetic pole center line P. As shown in FIG.
  • the slit 15 has a radial length L2 and a circumferential width H2. Length L2 is longer than width H2.
  • the slit 15 is also called a second slit or a radial slit.
  • the slit 15 has an edge 15a facing the magnetic pole center line P, an opposite edge 15b, a radially outer edge 15c, and a radially inner edge 15d.
  • the edge 15c faces the outer periphery 10a of the rotor core 10, and the edge 15d faces the second hole portion 11b of the magnet insertion hole 11. As shown in FIG.
  • the slit 15 extends parallel to the magnetic pole center line P here, it may be inclined with respect to the magnetic pole center line P. In that case, it is desirable that the slit 15 is inclined so that the distance from the magnetic pole center line P increases toward the radially outer side (see FIG. 15 described later).
  • stator magnetic flux The magnetic flux generated by the current flowing through the coils 55 of the stator 5 is called stator magnetic flux.
  • Stator magnetic flux flows into the rotor core 10 from the teeth 52 of the stator 5 .
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing the flow of magnetic flux in a rotor 1C of a comparative example that does not have slits 15.
  • FIG. 5 in the rotor 1C of the comparative example, as in the rotor 1 of the first embodiment, permanent magnets 21 and 22 are arranged in the magnet insertion hole 11 in a bathtub shape.
  • the magnetic flux flows into the corner 22e of the permanent magnet 22 on the side of the outer circumference 10a at an angle nearly parallel to the magnetization direction (that is, the thickness direction) of the permanent magnet 22.
  • the rotor 1C of the comparative example is provided with side slits 14 for rectifying the magnetic flux of the permanent magnets 21 and 22 toward the pole center.
  • one of the stator magnetic flux passes through the thin portion 17 between the side slit 14 and the magnet insertion hole 11 toward the outer circumference 10a of the rotor core 10, as indicated by arrow F1 in FIG.
  • the thickness of the permanent magnet 22 In order to suppress the demagnetization of the permanent magnet 22, it is conceivable to increase the thickness of the permanent magnet 22.
  • the permanent magnets 22 are composed of high-cost rare earth magnets, increasing the thickness of the permanent magnets 22 leads to an increase in manufacturing costs.
  • FIG. 6 is a graph showing the relationship between the stator current and the demagnetization factor of the permanent magnet 22 in the motor including the rotor 1C of the comparative example.
  • the horizontal axis indicates the stator current, and the vertical axis indicates the demagnetization factor.
  • a stator current is a current that flows through the coils 55 of the stator 5 .
  • the demagnetization factor D is obtained from the magnetic flux ⁇ f pre [Wb] of the permanent magnet 22 before demagnetization and the magnetic flux ⁇ f aft [Wb] after demagnetization by the following equation (1).
  • the demagnetization rate reaches -1%, and when the stator current increases further, demagnetization progresses further.
  • the current value when the demagnetization rate reaches -1% is called the reference current.
  • the radial width of the thin portion 16 between the side slit 14 and the outer circumference 10a of the rotor core 10 is increased. Therefore, the magnetic flux flowing from the stator core 50 into the interpolar portion M of the rotor core 10 flows along the outer circumference 10a of the rotor core 10 through the thin portion 16 as indicated by the arrow F2, instead of flowing radially inward through the interpolar portion M. flow easily.
  • Embodiment 1 a slit 15 is formed between the side slit 14 and the magnetic pole center line P, as shown in FIG. 7(B).
  • the flow of magnetic flux from the pole center side toward the corner 22e of the permanent magnet 22 can be blocked by the slit 15 as indicated by the arrow F1.
  • demagnetization of the permanent magnet 22 can be suppressed.
  • the radial width of the thin portion 16 between the side slit 14 and the outer circumference 10a of the rotor core 10 can be narrowed. Therefore, the magnetic flux that has flowed from the stator core 50 into the interpolar portion M of the rotor core 10 tends to flow radially inward as indicated by the arrow F4. As a result, the flow of magnetic flux along the outer periphery 10a of the rotor core 10 is reduced, and demagnetization of the permanent magnets 22 as shown in FIG. 7A can be suppressed.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing an enlarged portion of the rotor 1 including the side slits 14 and the magnet insertion holes 11.
  • the shortest distance C is the shortest distance from the edge 14d of the side slit 14 on the side of the magnet insertion hole 11 to the edge 116 of the second hole portion 11b of the magnet insertion hole 11 on the side slit 14 side.
  • the shortest distance S is the shortest distance from the edge 14 a of the side slit 14 on the side of the outer circumference 10 a to the outer circumference 10 a of the rotor core 10 .
  • the shortest distance C is the minimum width of the thin portion 17 described above
  • the shortest distance S is the minimum width of the thin portion 16 described above.
  • the width of the thin portion 17 is constant over the edge 14d of the side slit 14, but it is not necessarily constant.
  • the width of the thin portion 16 is constant over the edge 14a of the side slit 14, but it is not necessarily constant.
  • FIG. 9A is a graph showing the relationship between the shortest distance S and the demagnetization rate when the shortest distance C is 0.38 mm.
  • FIG. 9B is a graph showing the relationship between the shortest distance S and the demagnetization rate when the shortest distance C is 0.75 mm.
  • FIG. 10(A) is a graph showing the relationship between the shortest distance S and the demagnetization rate when the shortest distance C is 1.00 mm.
  • FIG. 10B is a graph showing the relationship between the shortest distance S and the demagnetization rate when the shortest distance C is 1.20 mm.
  • the horizontal axis indicates the shortest distance S
  • the vertical axis indicates the demagnetization rate.
  • the definition of demagnetization rate is as described with reference to formula (1).
  • the value of the demagnetization rate is negative, and the larger the absolute value, the more demagnetization progresses.
  • the above reference current is passed through the coil 55 of the stator 5 .
  • Symbol A indicates the data of the first embodiment
  • symbol B indicates the data of the comparative example (FIG. 5).
  • the absolute value of the demagnetization rate of the first embodiment is the same as that of the comparative example when the shortest distance S is 1.1 mm or less. is less than or equal to the absolute value of In other words, when the shortest distance S is 1.1 mm or less, the demagnetization rate is better than that of the comparative example.
  • the demagnetization rate is improved over the comparative example within the range of the shortest distance S of 0.9 mm or less.
  • the demagnetization rate is improved over the comparative example within the range of the shortest distance S of 0.6 mm or less.
  • FIG. 11 is a graph showing the relationship between the shortest distance C and the shortest distance S when the demagnetization rate is improved compared to the comparative example from the results of FIGS. 9(A) to 10(B).
  • the side slits 14 and the slits 15 are formed in the rotor core 10, and the shortest distance C from the side slits 14 to the magnet insertion holes 11 and the shortest distance S from the side slits 14 to the outer circumference 10a of the rotor core 10 are expressed by the equation (2). is satisfied, demagnetization of the permanent magnet 22 can be suppressed.
  • the shortest distance S from the side slits 14 to the outer periphery 10a of the rotor core 10 is equal to or greater than the plate thickness T of the electromagnetic steel sheets forming the rotor core 10 . Therefore, it is more desirable that the shortest distance C and the shortest distance S satisfy the following equation (3).
  • the plate thickness T is, for example, 0.35 mm. T ⁇ S ⁇ 0.7517C 2 +0.2021C+1.1395 (3)
  • the shortest distance C from the side slit 14 to the magnet insertion hole 11 is preferably equal to or greater than the plate thickness T of the magnetic steel sheet due to restrictions in processing the magnetic steel sheet. It is desirable to be 0 mm or less. That is, it is desirable to satisfy T ⁇ C ⁇ 1.0.
  • the length L1 of the side slit 14 is the length in the circumferential direction.
  • the length L2 of the slit 15 is the length in the radial direction, more specifically, the length in the direction parallel to the magnetic pole center line P.
  • FIG. 12 is a graph showing the relationship between the length ratio L2/L1 and the demagnetization factor.
  • the length L1 of the side slit 14 was kept constant, and the length L2 of the slit 15 was varied. Further, by setting the distance between the radially outer end of the slit 15 and the outer periphery 10a of the rotor core 10 constant (equivalent to the plate thickness T of the electromagnetic steel sheet here) and changing the position of the radially inner end of the slit 15, , the length L2 of the slit 15 is changed.
  • the ratio L2/L1 is 0.426 or more, the absolute value of the demagnetization rate can be suppressed to less than 1.0%.
  • the ratio L2/L1 of the length L2 of the slit 15 to the length L1 of the side slit 14 is preferably 0.426 or more.
  • the slit 15 may be arranged between the side slit 14 and the magnetic pole center line P, but as shown in FIG. Desirably, it is at least half the width W1 (that is, B ⁇ W1 ⁇ 1/2). This is because the magnetic flux from the permanent magnet 21 to the stator 5 can be prevented from being blocked by the slits 15 .
  • one permanent magnet 21 is arranged in the first hole portion 11a of the magnet insertion hole 11 and one permanent magnet 22 is arranged in each second hole portion 11b.
  • Two or more permanent magnets may be arranged in each of the hole 11a and the second hole 11b.
  • the permanent magnets 21 and 22 have been described as having the same shape and the same dimensions, they do not necessarily have the same shape and the same dimensions.
  • the magnet insertion hole 11 has the first hole portion 11a and the two second hole portions 11b, and the permanent magnets 21 and 22 are arranged in a bathtub shape. are placed in Circumferentially long side slits 14 are formed between the respective second holes 11b and the magnetic pole center line P, and radially long slits 15 are formed between the side slits 14 and the magnetic pole center line P. formed.
  • the shortest distance C [mm] from the side slit 14 to the magnet insertion hole 11 and the shortest distance S [mm] from the side slit 14 to the outer circumference 10a of the rotor core 10 are S ⁇ 0.7517C 2 +0.2021C+1.1395. satisfy.
  • the shortest distance S is equal to or greater than the plate thickness T of the electromagnetic steel sheets forming the rotor core 10, the effect of suppressing demagnetization of the permanent magnets 22 can be achieved without complicating the manufacturing process of the rotor 1.
  • the ratio L2/L1 of the length L2 of the slit 15 to the length L1 of the side slit 14 is set to 0.426 or more, the flow of the magnetic flux toward the corner 22e side of the permanent magnet 22 is interrupted by the slit 15, The effect of suppressing demagnetization of the permanent magnet 22 can be enhanced.
  • the shortest distance B from the magnetic pole center line P to the slit 15 and the width W1 of the permanent magnet 21 satisfy B ⁇ W1 ⁇ 1/2, so that the magnetic flux from the permanent magnet 21 to the stator 5 can be effectively generated. can be utilized and the motor efficiency can be increased.
  • the magnetic flux flows from the stator 5 into the rotor core 10 and the corners of the permanent magnets 22 flow into the rotor core 10 .
  • Magnetic flux directed toward the portion 22e can be reduced. Thereby, the demagnetization suppressing effect of the permanent magnet 22 can be enhanced.
  • FIG. 13 is a sectional view showing part of the rotor 1A of the second embodiment.
  • a rotor 1 ⁇ /b>A of the second embodiment differs from the rotor 1 of the first embodiment in the arrangement of slits 15 .
  • Each magnetic pole region of the rotor 1A is divided into three regions in a direction orthogonal to the magnetic pole center line P.
  • one end face 21c is the first end E1 and the other end face 21c is the second end E2.
  • a straight line passing through the first end E1 and parallel to the magnetic pole center line P is defined as a straight line N1.
  • a straight line passing through the second end E2 and parallel to the magnetic pole center line P is defined as a straight line N2.
  • the straight line N1 is also called the first straight line
  • the straight line N2 is also called the second straight line.
  • a region sandwiched between straight lines N1 and N2 in the circumferential direction is defined as a first region A1.
  • the first area A1 has the same width W1 as the permanent magnet 21 .
  • the area between the straight line N1 and the interpolar portion M and the area between the straight line N2 and the interpolar portion M are defined as second areas A2.
  • the first area A1 is an area sandwiched between the permanent magnet 21 and the outer circumference 10a of the rotor core 10.
  • the second area A2 is an area located outside the first area A1 in the circumferential direction.
  • the slit 15 is arranged within the first area A1. Therefore, the area between the permanent magnet 22 arranged in the second hole portion 11b of the magnet insertion hole 11 and the slit 15 is widened, and the magnetic flux emitted from the permanent magnet 22 hardly causes magnetic saturation in the area.
  • the slit 15 is parallel to the magnetic pole center line P here.
  • B be the shortest distance from the magnetic pole center line P to the edge 15 a of the slit 15 . Since the slit 15 is arranged within the first area A1, the shortest distance B is less than half the width W1 of the permanent magnet 21 (that is, B ⁇ W1/2).
  • G be the shortest distance from the magnet insertion hole 11 to the slit 15 .
  • the shortest distance G is the shortest distance from the first hole portion 11 a of the magnet insertion hole 11 to the edge 15 d of the slit 15 .
  • FIG. 14 is a table showing analysis results of changes in induced voltage when the ratio B/W1 is changed.
  • the induced voltage is a voltage generated when the magnetic flux of the permanent magnets 21 and 22 interlinks with the coil 55 of the stator 5.
  • the higher the induced voltage the higher the motor output.
  • FIG. 14 shows the amount of decrease in the induced voltage from the reference value of the induced voltage of the rotor 1C (FIG. 5) of the comparative example without the slits 15 as a reference value.
  • the ratio B/W1 is changed to 3.6%, 7.3%, 14.6%, 21.9%, 29.2%, 36.5%, and 43.8%.
  • the shortest distance G from the magnet insertion hole 11 to the slit 15 is also changed to 0.375 mm, 0.5 mm, 1.0 mm, 2.0 mm, 3.0 mm, and 4.0 mm.
  • the shortest distance B from the magnetic pole center line P to the slit 15 is preferably 21.9% or less of the width W1 of the permanent magnet 21.
  • the shortest distance G from the magnet insertion hole 11 to the slit 15 should be equal to or greater than the plate thickness of the electromagnetic steel plate forming the rotor core 10 .
  • the slit 15 extends parallel to the magnetic pole center line P here, it may be inclined with respect to the magnetic pole center line P. In this case, at least the radially inner end of the slit 15 is located in the first region A1, and the shortest distance B from the magnetic pole center line P to the slit 15 is 21.9% or less of the width W1 of the permanent magnet 21. It is desirable to have
  • the rotor 1A of the second embodiment is configured similarly to the rotor 1 of the first embodiment.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing part of the rotor 1B of the third embodiment.
  • a rotor 1B of the third embodiment differs from the rotor 1 of the first embodiment in the arrangement of slits 15.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing part of the rotor 1B of the third embodiment.
  • a rotor 1B of the third embodiment differs from the rotor 1 of the first embodiment in the arrangement of slits 15.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing part of the rotor 1B of the third embodiment.
  • a rotor 1B of the third embodiment differs from the rotor 1 of the first embodiment in the arrangement of slits 15.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing part of the rotor 1B of the third embodiment.
  • a rotor 1B of the third embodiment differs from the rotor 1 of the first embodiment in the arrangement of slits 15.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view showing part of
  • Each magnetic pole of the rotor 1B is divided into a first area A1 and second areas A2 on both sides thereof, as described in the second embodiment.
  • the slit 15 is formed in the second area A2.
  • the entire slit 15 is arranged in the second area A2.
  • the arrangement is not limited to such arrangement, and at least the radially inner end portion of the slit 15 may be arranged in the second area A2.
  • the slit 15 extends obliquely with respect to the magnetic pole center line P. More specifically, the slit 15 extends obliquely so that the distance from the magnetic pole center line P increases toward the radially outer side.
  • FIG. 16 is an enlarged view of a portion corresponding to one magnetic pole of the rotor 1B.
  • the slit 15 has an edge 15b facing the second hole 11b.
  • a point 15e is a radial inner end point of the edge 15b.
  • a point in the side slit 14 that protrudes most toward the magnetic pole center line P in the circumferential direction is a point 14e.
  • a straight line passing through the point 14e of the side slit 14 and the point 15e of the slit 15 is defined as a straight line L0.
  • the angle between the edge 15b of the slit 15 and the straight line L0 is defined as an angle ⁇ .
  • FIG. 17 is a graph showing changes in the Vf ratio when the angle ⁇ is changed.
  • the Vf ratio is the ratio (V/f) between the output voltage (V) and the frequency (f).
  • V the output voltage
  • f the frequency
  • FIG. 17 shows the amount of decrease in the Vf ratio from the reference value, with the Vf ratio of the rotor 1C (FIG. 5) of the comparative example having no slit 15 as the reference value.
  • the amount of decrease in the Vf ratio is suppressed to 0.8% or less when the angle ⁇ is in the range of 29 to 56 degrees. If the slit 15 is formed so that the angle ⁇ is 29 to 56 degrees, the magnetic flux from the permanent magnets 21 and 22 to the stator 5 is not blocked by the slit 15 as much as possible, and the magnetic flux flows smoothly. Because we can. Therefore, by setting the range of the angle ⁇ to 29 to 56 degrees, the motor output can be improved.
  • the number of poles of the rotor 1B is six has been described here, the number of poles of the rotor 1B is not limited to six. As the number of poles of the rotor 1B increases, the spread angle of the magnetic flux per magnetic pole becomes narrower. Therefore, when the above results are applied to the rotor 1B having the number of poles N (N is a natural number), the desirable range of the angle ⁇ between the edge 15b of the slit 15 and the straight line L0 is 29 ⁇ N/6 ⁇ 56 ⁇ N/6.
  • the end side 15b of the slit 15 facing the second hole portion 11b, the radially inner end point (point 15e) of the end side 15b and the most magnetic pole of the side slit 14 The angle ⁇ formed by the straight line L0 passing through the point 14e on the side of the center line P is in the range of 29 ⁇ N/6 ⁇ 56 ⁇ N/6. Therefore, the magnetic flux from the permanent magnets 21 and 22 can flow smoothly toward the stator 5, and the motor output can be improved.
  • FIG. 18 is a longitudinal sectional view showing a compressor 500 to which the motors of Embodiments 1-3 are applicable.
  • Compressor 500 is a scroll compressor here, but is not limited to this.
  • the compressor 500 includes a motor 100, a compression mechanism 501 connected to one end of a shaft 30 of the motor 100, a subframe 503 supporting the other end of the shaft 30, and a sealed container 502 housing them. have. Refrigerant oil 504 is stored in an oil sump 505 at the bottom of the sealed container 502 .
  • the compression mechanism 501 includes a fixed scroll 511 and an orbiting scroll 512 , an Oldham ring 513 , a compliant frame 514 and a guide frame 515 . Both the fixed scroll 511 and the orbiting scroll 512 have plate-like spiral teeth and are combined to form a compression chamber 516 .
  • the fixed scroll 511 has a discharge port 511a through which the refrigerant compressed in the compression chamber 516 is discharged.
  • a suction pipe 506 passing through the sealed container 502 is press-fitted into the fixed scroll 511 .
  • a discharge pipe 507 for discharging high-pressure refrigerant gas discharged from the discharge port 511 a of the fixed scroll 511 is provided so as to pass through the sealed container 502 .
  • the motor 100 is incorporated inside the sealed container 502 by shrink fitting.
  • a glass terminal 508 for electrically connecting the stator 5 of the motor 100 and the drive circuit is fixed to the sealed container 502 by welding.
  • the operation of the compressor 500 is as follows.
  • the shaft 30 rotates together with the rotor 1 .
  • the orbiting scroll 512 oscillates, changing the volume of the compression chamber 516 between the fixed scroll 511 and the orbiting scroll 512 .
  • the refrigerant gas is sucked into the compression chamber 516 from the suction pipe 506 and compressed.
  • the high-pressure refrigerant gas compressed in the compression chamber 516 is discharged from the discharge port 511a of the fixed scroll 511 into the sealed container 502 and discharged from the discharge pipe 507 to the outside. Also, part of the refrigerant gas discharged from compression chamber 516 into sealed container 502 passes through a hole provided in motor 100 and cools motor 100 .
  • the motor 100 described in each embodiment has high motor efficiency due to suppression of demagnetization of the permanent magnets 22 . Therefore, by using the motor 100 as a driving source of the compressor 500, the operating efficiency of the compressor 500 can be improved.
  • FIG. 19 is a diagram showing the configuration of a refrigeration cycle device 400.
  • the refrigeration cycle device 400 includes a compressor 401 , a condenser 402 , an expansion device (decompression device) 403 and an evaporator 404 .
  • the compressor 401, the condenser 402, the expansion device 403 and the evaporator 404 are connected by a refrigerant pipe 407 to form a refrigeration cycle. That is, the refrigerant circulates through the compressor 401 , the condenser 402 , the expansion device 403 and the evaporator 404 in this order.
  • the compressor 401 , the condenser 402 and the expansion device 403 are provided in the outdoor unit 410 .
  • Compressor 401 is composed of compressor 500 shown in FIG.
  • the outdoor unit 410 is provided with an outdoor fan 405 that supplies outdoor air to the condenser 402 .
  • Evaporator 404 is provided in indoor unit 420 .
  • the indoor unit 420 is provided with an indoor fan 406 that supplies the air cooled by the evaporator 404 indoors.
  • the operation of the refrigeration cycle device 400 is as follows. Compressor 401 compresses the sucked refrigerant and sends it out.
  • the condenser 402 exchanges heat between the refrigerant flowing from the compressor 401 and outdoor air, condenses and liquefies the refrigerant, and sends the liquefied refrigerant to the refrigerant pipe 407 .
  • Outdoor fan 405 supplies outdoor air to condenser 402 .
  • the expansion device 403 reduces the pressure of the refrigerant flowing through the refrigerant pipe 407 to bring it into a low pressure state.
  • the evaporator 404 exchanges heat between the refrigerant decompressed by the expansion device 403 and the air in the room, evaporates the refrigerant, and sends it out to the refrigerant pipe 407 .
  • Cold air cooled by heat exchange in the evaporator 404 is supplied indoors by an indoor fan 406 .
  • the refrigeration cycle device 400 has a compressor 401 with improved operating efficiency by applying the motor 100 described in each embodiment. Therefore, the operating efficiency of the refrigeration cycle device 400 can be improved.
  • stator 10 rotor core, 10a outer periphery, 10b inner periphery, 11 magnet insertion hole, 11a first hole, 11b second hole, 12 flux barrier, 13 thin portion, 14 side slit (first slit), 14a, 14b, 14c, 14d edge, 15 slit (second slit), 15a, 15b, 15c, 15d edge, 16 outer peripheral area, 20 permanent magnet, 21 permanent magnet (first permanent magnet), 21c end face, 22 permanent magnet (second permanent magnet), 22c end face, 22e corner, 30 shaft, 50 stator core, 51 yoke, 52 teeth, 53 slot, 55 coil, 100 motor, 111, 113 Positioning part, 112, 114 recessed part, 400 refrigeration cycle device, 401 compressor, 402 condenser, 403 expansion device, 404 evaporator, 410 outdoor unit, 420 indoor unit, 500 compressor, 501 compression mechanism, 502 sealed container.

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Abstract

ロータは、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔に配置される少なくとも３つの永久磁石とを有する。磁石挿入孔は、その周方向の中央に位置する第１の孔部と、第１の孔部の周方向の両端から外周に向けて延在する２つの第２の孔部とを有する。第１の孔部には第１の永久磁石が配置され、各第２の孔部には第２の永久磁石が配置されている。第１の孔部は、磁石挿入孔の周方向の中心を通る径方向の直線である磁極中心線に直交する方向に延在する。ロータコアは、各第２の孔部と磁極中心線との間に形成され、周方向に長さを有する第１のスリットと、第１のスリットと磁極中心線との間に形成され、径方向に長さを有する第２のスリットとを有する。第１のスリットから磁石挿入孔までの最短距離Ｃ［ｍｍ］と、第１のスリットから外周までの最短距離Ｓ［ｍｍ］とは、Ｓ≦－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５を満足する。

Description

ロータ、モータ、圧縮機および冷凍サイクル装置
　本開示は、ロータ、モータ、圧縮機および冷凍サイクル装置に関する。
　永久磁石埋込型のロータは、磁石挿入孔を有するロータコアと、磁石挿入孔内に配置された永久磁石とを有する。永久磁石は平板状であり、厚さ方向に磁化されている。１つの磁石挿入孔に、２つ以上の永久磁石を配置する場合もある。例えば、Ｖ字状の磁石挿入孔に２つの永久磁石を配置する場合もある。
　永久磁石の表面積が大きいほど、多くの磁束が発生し、モータの出力が向上する。近年、永久磁石の表面積を大きくするために、磁石挿入孔に３つの永久磁石を配置したものが提案されている。３つの永久磁石は、中央の永久磁石に対し、両側の永久磁石が互いに向き合うように斜めに配置される。このような配置は、バスタブ状の配置とも称する。
　一方、永久磁石から出た磁束を極中心に集めるため、Ｖ字状の磁石挿入孔の端部に隣接して、周方向に長いスリットを形成したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
国際公開２０１７－２０３６１８号公報（図２参照）
　しかしながら、磁石挿入孔に３つの永久磁石を配置した場合には、ロータコアの外周に最も近い永久磁石の端部に流入する磁束の方向が、永久磁石の厚さ方向（すなわち磁化方向）に近くなる。そのため、上記のようなスリットを設けただけでは、永久磁石の減磁を十分に抑制することができない。
　本開示は、上記の課題を解決するためになされたものであり、永久磁石の減磁を抑制することを目的とする。
　本開示のロータは、軸線を中心とする周方向に延在する外周と、軸線を中心とする径方向において外周の内側に位置する磁石挿入孔とを有するロータコアと、磁石挿入孔に配置される少なくとも３つの永久磁石とを有する。磁石挿入孔は、当該磁石挿入孔の周方向の中央に位置する第１の孔部と、第１の孔部の周方向の両端から外周に向けて延在する２つの第２の孔部とを有する。当該少なくとも３つの永久磁石は、第１の孔部に配置された第１の永久磁石と、第２の孔部のそれぞれに配置された第２の永久磁石とを有する。第１の孔部は、磁石挿入孔の周方向の中心を通る径方向の直線である磁極中心線に直交する方向に延在する。ロータコアは、第２の孔部のそれぞれと磁極中心線との間に形成され、周方向に長さを有する第１のスリットと、第１のスリットと磁極中心線との間に形成され、径方向に長さを有する第２のスリットとを有する。第１のスリットから磁石挿入孔までの最短距離Ｃ［ｍｍ］と、第１のスリットから外周までの最短距離Ｓ［ｍｍ］とは、Ｓ≦－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５を満足する。
　本開示によれば、第２の永久磁石の外周側の角部を通過する磁束の量を低減し、これにより第２の永久磁石の減磁を抑制することができる。
実施の形態１のモータを示す断面図である。 実施の形態１のロータを示す断面図である。 実施の形態１のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態１のロータの１磁極に相当する領域を拡大して示す断面図である。 比較例のロータコア内の磁束の流れを示す模式図である。 ステータ電流と永久磁石の減磁率との関係を示すグラフである。 比較例（Ａ）と実施の形態１（Ｂ）とでロータコア内の磁束の流れを示す模式図である。 実施の形態１のロータの磁石挿入孔とサイドスリットとを含む部分を拡大して示す断面図である。 サイドスリットからロータコア外周までの最短距離Ｓと、減磁率との関係を示すグラフ（Ａ），（Ｂ）である。 サイドスリットからロータコア外周までの最短距離Ｓと、減磁率との関係を示すグラフ（Ａ），（Ｂ）である。 サイドスリットからロータコア外周までの最短距離Ｓと、サイドスリットから磁石挿入孔までの最短距離Ｃとの関係を示すグラフである。 サイドスリットの長さＬ１に対するスリットの長さＬ２の比と、減磁率との関係を示すグラフである。 実施の形態２のロータの一部を拡大して示す断面図である。 永久磁石の幅Ｗ１と磁極中心線からスリットまでの最短距離Ｂとの比と、誘起電圧の低下率との関係を示す表である。 実施の形態３のロータの一部を拡大して示す断面図である。 実施の形態３のロータの１磁極に相当する領域を拡大して示す断面図である。 スリットの端辺と、当該端辺の径方向内側端点とサイドスリットの極中心側の点とを通る直線とのなす角度と、Ｖｆ比との関係を示すグラフである。 各実施の形態のモータが適用可能な圧縮機を示す断面図である。 図１８の圧縮機を有する冷凍サイクル装置を示す図である。
実施の形態１．
＜モータの構成＞
　まず、実施の形態１のモータ１００について説明する。図１は、実施の形態１のモータ１００を示す横断面図である。モータ１００は、ロータ１に永久磁石２０が埋め込まれた永久磁石埋込型モータである。
　モータ１００は、回転可能なロータ１と、ロータ１を囲むように設けられたステータ５とを有する。ステータ５とロータ１との間には、例えば０．３～１．０ｍｍのエアギャップが形成されている。ステータ５は、後述する圧縮機５００の密閉容器５０２（図１９）の内側に固定される。
　以下では、ロータ１の回転軸である軸線Ａｘの方向を、「軸方向」と称する。軸線Ａｘを中心とする周方向を、「周方向」と称する。軸線Ａｘを中心とする半径方向を、「径方向」と称する。
＜ステータの構成＞
　ステータ５は、ステータコア５０と、ステータコア５０に巻き付けられたコイル５５とを有する。ステータコア５０は、電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等により固定したものである。電磁鋼板の板厚は、例えば０．１～０．７ｍｍである。ステータコア５０は、軸線Ａｘを中心とする環状のヨーク５１と、ヨーク５１から径方向内側に延在する複数のティース５２とを有する。
　ティース５２は、周方向に一定間隔で形成されている。ティース５２の数は、ここでは１８であるが、２以上であればよい。隣り合うティース５２の間には、コイル５５を収容するスロット５３が形成される。スロット５３とコイル５５との間には、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂で形成された絶縁部が設けられている。
　コイル５５はマグネットワイヤで構成され、集中巻または分布巻によりティース５２に巻き付けられている。コイル５５の線径は、例えば０．８ｍｍである。コイル５５は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相の巻線部を有し、Ｙ結線またはデルタ結線で結線されている。
＜ロータの構成＞
　図２は、ロータ１を示す断面図である。ロータ１は、円筒状のロータコア１０と、ロータコア１０に取り付けられた永久磁石２０と、ロータコア１０の中央部に固定されたシャフト３０とを有する。シャフト３０の中心軸線は、上述した軸線Ａｘである。ロータコア１０は、外周１０ａと内周１０ｂとを有する。外周１０ａおよび内周１０ｂはいずれも、軸線Ａｘを中心とする円形である。
　ロータコア１０は、電磁鋼板を軸方向に積層し、カシメ等で一体化したものである。電磁鋼板の板厚は、例えば０．１～０．７ｍｍであり、ここでは０．３５ｍｍである。ロータコア１０の内周１０ｂには、シャフト３０が焼嵌または圧入によって固定されている。
　ロータコア１０の外周１０ａに沿って、複数の磁石挿入孔１１が形成されている。複数の磁石挿入孔１１は、周方向に等間隔に形成されている。磁石挿入孔１１は、ロータコア１０の軸方向の一端から他端まで達している。
　１つの磁石挿入孔１１は、１磁極に対応する。磁石挿入孔１１の数は、ここでは６であり、従って極数は６である。但し、極数は６に限定されるものではなく、２以上であればよい。隣り合う磁極の間、すなわち隣り合う磁石挿入孔１１の間には、極間部Ｍが形成される。
　各磁石挿入孔１１には、３つの永久磁石２０が配置されている。３つの永久磁石２０は、周方向の中心に位置する第１の永久磁石としての永久磁石２１と、その両側に位置する第２の永久磁石としての２つの永久磁石２２とを含む。永久磁石２１，２２はいずれも、例えば、ネオジム（Ｎｄ）、鉄（Ｆｅ）およびホウ素（Ｂ）を含む希土類磁石である。
　図３は、ロータ１の一部、より具体的には２磁極に相当する領域を示す図である。磁石挿入孔１１の周方向中心は、極中心に相当する。極中心を通る径方向の直線を、磁極中心線Ｐと称する。
　磁石挿入孔１１には、周方向中心に位置する第１の孔部１１ａと、第１の孔部１１ａの周方向両側に位置する２つの第２の孔部１１ｂとを有する。磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａは、磁極中心線Ｐに直交する方向に延在している。
　磁石挿入孔１１の各第２の孔部１１ｂは、第１の孔部１１ａの長手方向の端部から、外周１０ａに向かって延在している。また、各第２の孔部１１ｂは、径方向外側ほど磁極中心線Ｐからの距離が増加するように、磁極中心線Ｐに対して傾斜して延在している。第１の孔部１１ａと第２の孔部１１ｂとの間の角度は、例えば１２０度であるが、これに限定されるものではない。
　磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａには永久磁石２１が配置されている。また、２つの第２の孔部１１ｂには、永久磁石２２がそれぞれ配置されている。そのため、中央の永久磁石２１に対して、両側の永久磁石２２が傾斜して配置される。このような永久磁石２１および２つの永久磁石２２の配置を、バスタブ状の配置と称する。
　永久磁石２１は、磁極中心線Ｐに直交する方向に幅Ｗ１を有し、磁極中心線Ｐの方向に厚さを有する。各永久磁石２２は、磁極中心線Ｐに傾斜した方向に幅Ｗ２を有し、幅方向に直交する方向に厚さを有する。
　永久磁石２１の幅Ｗ１と各永久磁石２２の幅Ｗ２とは、同じである（Ｗ１＝Ｗ２）。また、永久磁石２１の厚さと各永久磁石２２の厚さとは同じである。すなわち、永久磁石２１および各永久磁石２２は、同一形状、同一寸法を有する。一例としては、永久磁石２１の幅Ｗ１は２０ｍｍであり、厚さは２ｍｍである。各永久磁石２２の幅Ｗ２および厚さも同様である。
　図４は、ロータ１の１磁極に相当する部分を拡大して示す図である。永久磁石２１は、外周１０ａ側の外側表面２１ａと、内周１０ｂ側の内側表面２１ｂと、幅方向両端の端面２１ｃとを有する。上記の幅Ｗ１は、２つの端面２１ｃ間の距離である。
　各永久磁石２２は、磁極中心線Ｐ側の外側表面２２ａと、極間部Ｍ側の内側表面２２ｂと、幅方向両端の端面２２ｃとを有する。上記の幅Ｗ２は、２つの端面２２ｃ間の距離である。
　磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａには、永久磁石２１の両端面２１ｃに当接する２つの位置決め部１１１が形成されている。位置決め部１１１は、第１の孔部１１ａの内周１０ｂ側の辺から突出する凸部である。
　また、第１の孔部１１ａには、２つの位置決め部１１１に隣接して、永久磁石２１の内側表面２１ｂに対向する凹部１１２が形成されている。凹部１１２は、位置決め部１１１の加工を容易にし、また応力集中を低減するために形成される。
　磁石挿入孔１１の各第２の孔部１１ｂには、永久磁石２２の両端面２２ｃに当接する２つの位置決め部１１３が形成されている。位置決め部１１３は、第２の孔部１１ｂの極間部Ｍ側の辺から突出する凸部である。
　また、各第２の孔部１１ｂには、２つの位置決め部１１３に隣接して、永久磁石２２の内側表面２２ｂに対向する凹部１１４が形成されている。凹部１１４は、位置決め部１１３の加工を容易にし、また応力集中を低減するために形成される。
　磁石挿入孔１１は、各第２の孔部１１ｂの外周１０ａ側に、フラックスバリア１２を有する。フラックスバリア１２は、隣り合う磁極間の漏れ磁束を低減するための空隙である。フラックスバリア１２とロータコア１０の外周１０ａとの間には、薄肉部１３が形成される。薄肉部１３の径方向の幅は、ロータコア１０を構成する電磁鋼板の板厚と同じであることが望ましい。
　磁石挿入孔１１と磁極中心線Ｐとの間、より具体的にはフラックスバリア１２と磁極中心線Ｐとの間には、サイドスリット１４が形成されている。サイドスリット１４は、ロータコア１０の外周１０ａに沿って周方向に延在している。サイドスリット１４の周方向に長さＬ１を有し、径方向に幅Ｈ１を有する。長さＬ１は、幅Ｈ１よりも長い。サイドスリット１４は、第１のスリットあるいは周方向スリットとも称する。
　サイドスリット１４は、ロータコア１０の外周１０ａに対向する端辺１４ａと、その反対側の端辺１４ｂと、磁極中心線Ｐに対向する端辺１４ｃと、磁石挿入孔１１に対向する端辺１４ｄとを有する。
　サイドスリット１４の端辺１４ａとロータコア１０の外周１０ａとの間には、薄肉部１６が形成される。また、サイドスリット１４の端辺１４ｄと磁石挿入孔１１との間には、薄肉部１７が形成される。なお、サイドスリット１４の端辺１４ｄは、ここではフラックスバリア１２に対向しているが、磁石挿入孔１１に対向していればよい。
　サイドスリット１４と磁極中心線Ｐとの間には、スリット１５が形成されている。各スリット１５は、磁極中心線Ｐと平行に延在している。スリット１５は径方向に長さＬ２を有し、周方向に幅Ｈ２を有する。長さＬ２は、幅Ｈ２よりも長い。スリット１５は、第２のスリットあるいは径方向スリットとも称する。
　スリット１５は、磁極中心線Ｐに対向する端辺１５ａと、その反対側の端辺１５ｂと、径方向外側の端辺１５ｃと、径方向内側の端辺１５ｄとを有する。端辺１５ｃはロータコア１０の外周１０ａに対向し、端辺１５ｄは磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂに対向する。
　スリット１５の端辺１５ｃとロータコア１０の外周１０ａとの間には、電磁鋼板の板厚と同じ径方向幅を有する薄肉部が形成されることが望ましい。また、スリット１５と磁石挿入孔１１との間にも、電磁鋼板の板厚と同じ径方向幅を有する薄肉部が形成されることが望ましい。
　スリット１５は、ここでは磁極中心線Ｐと平行に延在しているが、磁極中心線Ｐに対して傾斜していてもよい。その場合、スリット１５は、径方向外側ほど磁極中心線Ｐからの距離が増加するように傾斜していることが望ましい（後述する図１５参照）。
＜減磁を抑制するための構成＞
　次に、実施の形態１における永久磁石２２の減磁を抑制するための構成について説明する。ステータ５のコイル５５を流れる電流によって発生した磁束を、ステータ磁束と称する。ステータ磁束は、ステータ５のティース５２からロータコア１０に流入する。
　図５は、スリット１５を有さない比較例のロータ１Ｃにおける磁束の流れを示す模式図である。比較例のロータ１Ｃでは、実施の形態１のロータ１と同様、磁石挿入孔１１に永久磁石２１，２２がバスタブ状に配置されている。
　永久磁石２１，２２がバスタブ状に配置されている場合、永久磁石２２の外周１０ａ側の角部２２ｅに、永久磁石２２の磁化方向（すなわち厚さ方向）と平行に近い角度で磁束が流入しやすい。
　特に、比較例のロータ１Ｃには、永久磁石２１，２２の磁束を極中心に向けて整流するためのサイドスリット１４が設けられている。そのため、ステータ磁束の一が、図５に矢印Ｆ１で示すように、サイドスリット１４と磁石挿入孔１１との間の薄肉部１７を通過して、ロータコア１０の外周１０ａに向かう。
　このように磁束がサイドスリット１４と磁石挿入孔１１の間の薄肉部１７を通過すると、その磁束の一部が、永久磁石２２の外周１０ａ側で且つサイドスリット１４側の角部２２ｅにも流れる。その結果、永久磁石２２の角部２２ｅの減磁が生じる可能性がある。
　永久磁石２２の減磁を抑制するためには、永久磁石２２の厚さを増すことが考えられる。しかしながら、永久磁石２２は高コストの希土類磁石で構成されるため、永久磁石２２の厚さの増加は、製造コストの増加につながる。
　図６は、比較例のロータ１Ｃを含むモータにおけるステータ電流と永久磁石２２の減磁率との関係を示すグラフである。横軸にはステータ電流を示し、縦軸には減磁率を示す。ステータ電流は、ステータ５のコイル５５に流れる電流である。減磁率Ｄは、永久磁石２２の減磁前の磁束φｆｐｒｅ［Ｗｂ］と、減磁後の磁束φｆａｆｔ［Ｗｂ］とから、以下の式（１）で求められる。
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　図６に示すように、ステータ電流が４８Ａ（アンペア）に達すると減磁率が－１％に達し、ステータ電流がさらに大きくなると、減磁がさらに進行する。減磁率が－１％に達するときの電流値を基準電流と称する。
　永久磁石２２の角部２２ｅへの磁束の流れを低減するためには、図７（Ａ）に示すロータ１Ｄのように、サイドスリット１４をフラックスバリア１２よりも径方向内側に配置することが考えられる。
　このロータ１Ｄでは、サイドスリット１４とロータコア１０の外周１０ａとの間の薄肉部１６の径方向幅が広くなる。そのため、ステータコア５０からロータコア１０の極間部Ｍに流入した磁束が、極間部Ｍを径方向内側に流れる代わりに、矢印Ｆ２で示すように薄肉部１６を通ってロータコア１０の外周１０ａに沿って流れ易くなる。
　このように極間部Ｍからロータコア１０の外周１０ａに沿った磁束の流れが生じると、矢印Ｆ３で示すように永久磁石２２の角部２２ｅを通過する磁束の流れが生じ、当該角部２２ｅの減磁が生じる可能性がある。
　そこで、実施の形態１では、図７（Ｂ）に示すように、サイドスリット１４と磁極中心線Ｐとの間にスリット１５を形成している。これにより、矢印Ｆ１で示すように極中心側から永久磁石２２の角部２２ｅに向かう磁束の流れを、スリット１５によって妨げることができる。その結果、永久磁石２２の減磁を抑制することができる。
　また、これによりサイドスリット１４とロータコア１０の外周１０ａとの間の薄肉部１６の径方向幅を狭くすることができる。そのため、ステータコア５０からロータコア１０の極間部Ｍに流入した磁束が、矢印Ｆ４で示すように径方向内側に向かって流れ易くなる。その結果、ロータコア１０の外周１０ａに沿った磁束の流れが減少し、図７（Ａ）に示した場合のような永久磁石２２の減磁を抑制することができる。
　次に、サイドスリット１４から磁石挿入孔１１までの最短距離Ｃ、およびサイドスリット１４からロータコア１０の外周１０ａまでの最短距離Ｓについて説明する。
　図８は、ロータ１のサイドスリット１４と磁石挿入孔１１とを含む部分を拡大して示す模式図である。最短距離Ｃは、サイドスリット１４の磁石挿入孔１１側の端辺１４ｄから、磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂのサイドスリット１４側の端辺１１６までの最短距離である。最短距離Ｓは、サイドスリット１４の外周１０ａ側の端辺１４ａから、ロータコア１０の外周１０ａまでの最短距離である。
　なお、最短距離Ｃは、上述した薄肉部１７の最小幅であり、最短距離Ｓは、上述した薄肉部１６の最小幅である。薄肉部１７の幅は、サイドスリット１４の端辺１４ｄに亘って一定であるが、必ずしも一定でなくてもよい。同様に、薄肉部１６の幅は、サイドスリット１４の端辺１４ａに亘って一定であるが、必ずしも一定でなくてもよい。
　ここで、最短距離Ｃおよび最短距離Ｓを変化させた場合の、減磁率の変化について説明する。図９（Ａ）は、最短距離Ｃを０．３８ｍｍとした場合の最短距離Ｓと減磁率との関係を示すグラフである。図９（Ｂ）は、最短距離Ｃを０．７５ｍｍとした場合の最短距離Ｓと減磁率との関係を示すグラフである。
　図１０（Ａ）は、最短距離Ｃを１．００ｍｍとした場合の最短距離Ｓと減磁率との関係を示すグラフである。図１０（Ｂ）は、最短距離Ｃを１．２０ｍｍとした場合の最短距離Ｓと減磁率との関係を示すグラフである。
　図９（Ａ）～図１０（Ｂ）のいずれにおいても、横軸は最短距離Ｓを示し、縦軸は減磁率を示す。減磁率の定義は、式（１）を参照して説明した通りである。減磁率の値は負であり、絶対値が大きいほど減磁が進行している。また、ステータ５のコイル５５には、上記の基準電流を流している。符号Ａは実施の形態１のデータを示し、符号Ｂは比較例（図５）のデータを示す。
　図９（Ａ）に示すように、最短距離Ｃが０．３８ｍｍの場合には、最短距離Ｓが１．１ｍｍ以下の範囲で、実施の形態１の減磁率の絶対値が比較例の減磁率の絶対値以下となる。言い換えると、最短距離Ｓが１．１ｍｍ以下の範囲で、比較例よりも減磁率が改善している。
　また、図９（Ｂ）に示すように、最短距離Ｃが０．７５ｍｍの場合には、最短距離Ｓが０．９ｍｍ以下の範囲で、比較例よりも減磁率が改善している。図１０（Ａ）に示すように、最短距離Ｃが１．０ｍｍの場合には、最短距離Ｓが０．６ｍｍ以下の範囲で、比較例よりも減磁率が改善している。
　これらの結果から、最短距離Ｃが一定であれば、最短距離Ｓが短いほど減磁率が改善されていることが理解される。
　一方、図１０（Ｂ）に示すように、最短距離Ｃが１．２０ｍｍの場合には、比較例に対する減磁率の改善効果が見られない。最短距離Ｃが１．２０ｍｍの場合、サイドスリット１４と磁石挿入孔１１との間の薄肉部１７の幅が電磁鋼板の板厚（例えば０．３５ｍｍ）の３倍を超えるため、磁束が薄肉部１７を通過しやすく、永久磁石２２の角部２２ｅを流れる磁束の低減効果が得られなかったためと考えられる。
　図１１は、図９（Ａ）～図１０（Ｂ）の結果から、最短距離Ｃと、比較例に対する減磁率の改善が見られたときの最短距離Ｓとの関係を求めたグラフである。
　図１１に示した曲線は、Ｓ＝－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５で表される。上記の通り、最短距離Ｃが一定であれば最短距離Ｓが短いほど減磁率が改善することから、最短距離Ｃおよび最短距離Ｓは以下の式（２）を満足することが望ましい。
　Ｓ≦－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５　…（２）
　すなわち、ロータコア１０にサイドスリット１４およびスリット１５を形成し、サイドスリット１４から磁石挿入孔１１までの最短距離Ｃと、サイドスリット１４からロータコア１０の外周１０ａまでの最短距離Ｓとが式（２）を満足することにより、永久磁石２２の減磁を抑制することができる。
　このように構成すれば、サイドスリット１４からロータコア１０の外周１０ａまでの最短距離Ｓ、すなわち薄肉部１６の幅を広くする必要がないため、隣り合う磁極間の磁束漏れを抑制しながら減磁の抑制を実現することができる。
　また、電磁鋼板の加工上の制約から、サイドスリット１４からロータコア１０の外周１０ａまでの最短距離Ｓは、ロータコア１０を構成する電磁鋼板の板厚Ｔ以上であることが望ましい。そのため、最短距離Ｃおよび最短距離Ｓは、以下の式（３）を満足することがより望ましい。なお、板厚Ｔは、例えば０．３５ｍｍである。
　Ｔ≦Ｓ≦－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５　…（３）
　また、サイドスリット１４から磁石挿入孔１１までの最短距離Ｃについては、電磁鋼板の加工上の制約から、電磁鋼板の板厚Ｔ以上であることが望ましく、図１１に示した結果から、１．０ｍｍ以下であることが望ましい。すなわち、Ｔ≦Ｃ≦１．０を満足することが望ましい。
　次に、サイドスリット１４の長さＬ１と、スリット１５の長さＬ２との関係について説明する。サイドスリット１４の長さＬ１は、周方向の長さである。スリット１５の長さＬ２は、径方向の長さ、より具体的には磁極中心線Ｐに平行な方向の長さである。
　ここでは、サイドスリット１４の長さＬ１に対するスリット１５の長さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１を変化させ、これによる永久磁石２２の減磁率の変化を解析によって求めた。図１２は、長さの比Ｌ２／Ｌ１と減磁率との関係を示すグラフである。
　解析に際しては、サイドスリット１４の長さＬ１を一定とし、スリット１５の長さＬ２を変化させた。また、スリット１５の径方向の外側端部とロータコア１０の外周１０ａとの間隔を一定（ここでは電磁鋼板の板厚Ｔ相当）とし、スリット１５の径方向内側端部の位置を変化させることで、スリット１５の長さＬ２を変化させた。
　図１２に示されているように、比Ｌ２／Ｌ１が大きいほど、すなわちサイドスリット１４の長さＬ１に対してスリット１５の長さＬ２が長いほど、減磁率が改善している。特に、比Ｌ２／Ｌ１が０．４２６以上であれば、減磁率を絶対値で１．０％未満に抑制することができる。
　そのため、サイドスリット１４の長さＬ１に対するスリット１５の長さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１は、０．４２６以上であることが望ましい。
　なお、スリット１５は、サイドスリット１４と磁極中心線Ｐとの間に配置されていればよいが、図３に示すように、磁極中心線Ｐからスリット１５までの最短距離Ｂが永久磁石２１の幅Ｗ１の半分以上（すなわちＢ≧Ｗ１×１／２）であることが望ましい。永久磁石２１からステータ５に向かう磁束をスリット１５で妨げないようにすることができるためである。
　なお、ここでは、磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａに１つの永久磁石２１を配置し、各第２の孔部１１ｂに１つの永久磁石２２を配置した例について説明したが、第１の孔部１１ａおよび第２の孔部１１ｂのそれぞれに２つ以上の永久磁石を配置してもよい。また、永久磁石２１，２２は、同一形状、同一寸法を有していると説明したが、必ずしも同一形状、同一寸法を有していなくてもよい。
＜実施の形態の効果＞
　以上説明したように、実施の形態１のロータ１は、磁石挿入孔１１が第１の孔部１１ａと２つの第２の孔部１１ｂとを有しており、永久磁石２１，２２がバスタブ状に配置されている。各第２の孔部１１ｂと磁極中心線Ｐとの間には、周方向に長いサイドスリット１４が形成され、サイドスリット１４と磁極中心線Ｐとの間には、径方向に長いスリット１５が形成されている。サイドスリット１４から磁石挿入孔１１までの最短距離Ｃ［ｍｍ］と、サイドスリット１４からロータコア１０の外周１０ａまでの最短距離Ｓ［ｍｍ］とは、Ｓ≦－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５を満足する。
　このように構成されているため、永久磁石２２の角部２２ｅに流れる磁束を低減し、永久磁石２２の減磁を抑制することができる。また、薄肉部１６の幅を広くする必要がないため、隣り合う磁極間の磁束漏れを抑制しながら、永久磁石２２の減磁抑制効果を達成することができる。
　また、最短距離Ｓがロータコア１０を構成する電磁鋼板の板厚Ｔ以上であるため、ロータ１の製造工程を複雑化することなく、永久磁石２２の減磁抑制効果を達成することができる。
　また、サイドスリット１４の長さＬ１に対するスリット１５の長さＬ２の比Ｌ２／Ｌ１を０．４２６以上とすることにより、永久磁石２２の角部２２ｅ側に向かう磁束の流れをスリット１５で遮り、永久磁石２２の減磁抑制効果を高めることができる。
　また、磁極中心線Ｐからスリット１５までの最短距離Ｂと、永久磁石２１の幅Ｗ１とが、Ｂ≧Ｗ１×１／２を満足することにより、永久磁石２１からステータ５に向かう磁束を有効に利用することができ、モータ効率を高めることができる。
　また、スリット１５とロータコア１０の外周１０ａとの間に、電磁鋼板の板厚Ｔと同じ径方向幅を有する薄肉部が形成されるため、ステータ５からロータコア１０に流入して永久磁石２２の角部２２ｅ側に向かう磁束を低減することができる。これにより、永久磁石２２の減磁抑制効果を高めることができる。
実施の形態２．
　次に、実施の形態２について説明する。図１３は、実施の形態２のロータ１Ａの一部を示す断面図である。実施の形態２のロータ１Ａは、スリット１５の配置が実施の形態１のロータ１と異なる。
　ロータ１Ａの各磁極領域は、磁極中心線Ｐに直交する方向に３つの領域に区分される。永久磁石２１の両端面２１ｃのうち、一方の端面２１ｃを第１の端部Ｅ１とし、他方の端面２１ｃを第２の端部Ｅ２とする。第１の端部Ｅ１を通り磁極中心線Ｐに平行な直線を、直線Ｎ１とする。第２の端部Ｅ２を通り磁極中心線Ｐに平行な直線を、直線Ｎ２とする。直線Ｎ１は第１の直線とも称し、直線Ｎ２は第２の直線とも称する。
　周方向において直線Ｎ１と直線Ｎ２とで挟まれた領域を、第１の領域Ａ１とする。第１の領域Ａ１は、永久磁石２１と同じ幅Ｗ１を有する。一方、直線Ｎ１と極間部Ｍとの間の領域、および直線Ｎ２と極間部Ｍとの間の領域を、それぞれ第２の領域Ａ２とする。
　第１の領域Ａ１は、永久磁石２１とロータコア１０の外周１０ａとに挟まれた領域である。第２の領域Ａ２は、周方向において第１の領域Ａ１の外側に位置する領域である。
　実施の形態２では、スリット１５が第１の領域Ａ１内に配置されている。そのため、磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂに配置された永久磁石２２とスリット１５との間の領域が広くなり、永久磁石２２から出た磁束による当該領域の磁気飽和が生じにくい。
　スリット１５は、ここでは磁極中心線Ｐに平行である。磁極中心線Ｐからスリット１５の端辺１５ａまでの最短距離を、Ｂとする。スリット１５が第１の領域Ａ１内に配置されているため、最短距離Ｂは永久磁石２１の幅Ｗ１の１／２未満である（すなわちＢ＜Ｗ１／２）。
　磁石挿入孔１１からスリット１５までの最短距離を、Ｇとする。最短距離Ｇは、磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａからスリット１５の端辺１５ｄまでの最短距離である。
　ここで、永久磁石２１の幅Ｗ１に対する、磁極中心線Ｐからスリット１５までの最短距離Ｂの比Ｂ／Ｗ１の望ましい範囲について説明する。図１４は、比Ｂ／Ｗ１を変化させた場合の誘起電圧の変化の解析結果を示す表である。
　誘起電圧は、永久磁石２１，２２の磁束がステータ５のコイル５５に鎖交して発生する電圧である。誘起電圧が高いほどモータ出力が高くなる。図１４には、スリット１５を有さない比較例のロータ１Ｃ（図５）の誘起電圧を基準値とし、その基準値からの誘起電圧の低下量を示している。
　図１４では、比Ｂ／Ｗ１を、３．６％、７．３％、１４．６％、２１．９％、２９．２％、３６．５％、４３．８％と変化させている。図１４では、磁石挿入孔１１からスリット１５までの最短距離Ｇについても、０．３７５ｍｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍ、２．０ｍｍ、３．０ｍｍ、４．０ｍｍと変化させている。
　図１４に示されているように、最短距離Ｇを一定とした場合、Ｂ／Ｗ１の値が大きいほど、誘起電圧の低下量が大きい。これは、スリット１５が磁極中心線Ｐから離れるほど、スリット１５が磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂに接近し、両者の間の領域が狭くなって磁束の集中が生じ、磁気飽和が生じるためである。
　一方、Ｂ／Ｗ１の値を一定とした場合、磁石挿入孔１１からスリット１５までの最短距離Ｇが広いほど、誘起電圧の低下が抑えられている。これは、磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂとスリット１５との間の領域で磁束の集中が生じた場合に、磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａとスリット１５との隙間を通って磁束が逃げることができるためである。
　図１４から、Ｂ／Ｗ１が２１．９％以下であれば、磁石挿入孔１１からスリット１５までの最短距離Ｇの値に関わらず、誘起電圧の低下量を０．２％以内に抑えることができる。これは、Ｂ／Ｗ１が２１．９％以下であれば、磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂとスリット１５との間の領域における磁気飽和が生じにくいためである。
　そのため、磁極中心線Ｐからスリット１５までの最短距離Ｂは、永久磁石２１の幅Ｗ１の２１．９％以下であることが望ましい。なお、磁石挿入孔１１からスリット１５までの最短距離Ｇは、ロータコア１０を構成する電磁鋼板の板厚以上であればよい。
　なお、磁石挿入孔１１の第１の孔部１１ａに２つの永久磁石２１が配置される場合には、当該２つの永久磁石２１の互いに離れた側の端部を通る直線Ｎ１，Ｎ２により、第１の領域Ａ１が規定される。
　また、スリット１５は、ここでは磁極中心線Ｐと平行に延在しているが、磁極中心線Ｐに対して傾斜していてもよい。この場合、スリット１５の少なくとも径方向内側の端部が第１の領域Ａ１に位置し、且つ磁極中心線Ｐからスリット１５までの最短距離Ｂが永久磁石２１の幅Ｗ１の２１．９％以下であることが望ましい。
　以上の点を除き、実施の形態２のロータ１Ａは、実施の形態１のロータ１と同様に構成されている。
　以上説明したように、実施の形態２では、磁極中心線Ｐからスリット１５までの最短距離Ｂが永久磁石２１の幅Ｗ１の２１．９％以下であるため、磁石挿入孔１１の第２の孔部１１ｂとスリット１５との間で磁気飽和が生じにくい。そのため、モータ出力を低下させることなく、永久磁石２２の減磁を抑制することができる。
実施の形態３．
　次に、実施の形態３について説明する。図１５は、実施の形態３のロータ１Ｂの一部を示す断面図である。実施の形態３のロータ１Ｂは、スリット１５の配置が実施の形態１のロータ１と異なる。
　ロータ１Ｂの各磁極は、実施の形態２で説明したように、第１の領域Ａ１と、その両側の第２の領域Ａ２に区分される。但し、実施の形態３では、スリット１５が第２の領域Ａ２に形成されている。
　ここでは、スリット１５の全体が第２の領域Ａ２に配置されている。但し、このような配置に限らず、スリット１５の少なくとも径方向内側の端部が第２の領域Ａ２に配置されていればよい。
　実施の形態３では、スリット１５が磁極中心線Ｐに対して傾斜して延在している。より具体的には、スリット１５は、径方向外側ほど磁極中心線Ｐからの距離が増加するように傾斜して延在している。
　図１６は、ロータ１Ｂの１磁極に相当する部分を拡大して示す図である。スリット１５は、上記の通り、第２の孔部１１ｂに対向する端辺１５ｂを有する。この端辺１５ｂの径方向の内側の端点を、点１５ｅとする。
　サイドスリット１４のうち、周方向において最も磁極中心線Ｐ側に突出している点を、点１４ｅとする。サイドスリット１４の点１４ｅと、スリット１５の点１５ｅとを通る直線を、直線Ｌ０とする。スリット１５の端辺１５ｂと直線Ｌ０とのなす角度を、角度αとする。
　図１７は、角度αを変化させた場合のＶｆ比の変化を示すグラフである。Ｖｆ比は、出力電圧（Ｖ）と周波数（ｆ）との比（Ｖ／ｆ）である。コイル５５に鎖交する磁束の量が多いほど誘起電圧が高くなり、これによりＶｆ比が高くなる。図１７には、スリット１５を有さない比較例のロータ１Ｃ（図５）のＶｆ比を基準値とし、その基準値からのＶｆ比の低下量を示している。
　図１７に示すように、角度αが２９～５６度の範囲で、Ｖｆ比の低下量が０．８％以下に抑えられる。これは、角度αが２９～５６度となるようにスリット１５が形成されていれば、永久磁石２１，２２からステータ５に向かう磁束をできるだけスリット１５で遮らないようにし、磁束の流れを円滑にできるためである。そのため、角度αの範囲を２９～５６度とすることで、モータ出力を向上することができる。
　ここではロータ１Ｂの極数が６である場合について説明したが、ロータ１Ｂの極数は６に限定されるものではない。ロータ１Ｂの極数が増加するほど、１磁極当たりの磁束の広がり角度は狭くなる。そのため、上記の結果を極数Ｎ（Ｎは自然数）のロータ１Ｂに当てはめると、スリット１５の端辺１５ｂと直線Ｌ０とのなす角度αの望ましい範囲は、２９×Ｎ／６≦α≦５６×Ｎ／６となる。
　以上説明したように、実施の形態３では、スリット１５の第２の孔部１１ｂに対向する端辺１５ｂと、この端辺１５ｂの径方向内側の端点（点１５ｅ）とサイドスリット１４の最も磁極中心線Ｐ側の点１４ｅとを通る直線Ｌ０とのなす角度αが、２９×Ｎ／６≦α≦５６×Ｎ／６の範囲にある。そのため、永久磁石２１，２２からステータ５に向かう磁束の流れを円滑にすることができ、モータ出力を向上することができる。
＜圧縮機＞
　次に、実施の形態１～３のモータが適用可能な圧縮機５００について説明する。図１８は、実施の形態１～３のモータが適用可能な圧縮機５００を示す縦断面図である。圧縮機５００は、ここではスクロール圧縮機であるが、これに限定されるものではない。
　圧縮機５００は、モータ１００と、モータ１００のシャフト３０の一端部に連結された圧縮機構５０１と、シャフト３０の他端部を支持するサブフレーム５０３と、これらが収容された密閉容器５０２とを有する。密閉容器５０２の底部の油だめ５０５には、冷凍機油５０４が貯留されている。
  圧縮機構５０１は、固定スクロール５１１および揺動スクロール５１２と、オルダムリング５１３と、コンプライアントフレーム５１４と、ガイドフレーム５１５とを備える。固定スクロール５１１および揺動スクロール５１２はいずれも板状渦巻歯を有し、圧縮室５１６を形成するように組み合わせられている。
  固定スクロール５１１は、圧縮室５１６で圧縮された冷媒を吐出する吐出ポート５１１ａを有する。また、固定スクロール５１１には、密閉容器５０２を貫通する吸入管５０６が圧入されている。また、密閉容器５０２を貫通するように、固定スクロール５１１の吐出ポート５１１ａから吐出された高圧の冷媒ガスを外部に吐出する吐出管５０７が設けられている。
　密閉容器５０２の内側には、モータ１００が焼嵌めによって組み込まれる。また、密閉容器５０２には、モータ１００のステータ５と駆動回路とを電気的に接続するためのガラス端子５０８が溶接により固定されている。
　圧縮機５００の動作は、以下の通りである。モータ１００が回転すると、ロータ１と共にシャフト３０が回転する。シャフト３０が回転すると、揺動スクロール５１２が揺動し、固定スクロール５１１と揺動スクロール５１２との間の圧縮室５１６の容積を変化させる。これにより、吸入管５０６から圧縮室５１６に冷媒ガスを吸入して圧縮する。
　圧縮室５１６内で圧縮された高圧の冷媒ガスは、固定スクロール５１１の吐出ポート５１１ａから密閉容器５０２内に排出され、吐出管５０７から外部に排出される。また、圧縮室５１６から密閉容器５０２内に排出された冷媒ガスの一部は、モータ１００に設けられた穴部を通過し、モータ１００を冷却する。
　各実施の形態で説明したモータ１００は、永久磁石２２の減磁の抑制により、高いモータ効率を有する。そのため、そのため、圧縮機５００の駆動源にモータ１００を用いることで、圧縮機５００の運転効率を向上することができる。
＜冷凍サイクル装置＞
　次に、図１８の圧縮機５００を備えた冷凍サイクル装置４００について説明する。図１９は、冷凍サイクル装置４００の構成を示す図である。冷凍サイクル装置４００は、圧縮機４０１と、凝縮器４０２と、絞り装置（減圧装置）４０３と、蒸発器４０４とを備える。
　圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４は、冷媒配管４０７によって連結され、冷凍サイクルを構成している。すなわち、圧縮機４０１、凝縮器４０２、絞り装置４０３および蒸発器４０４の順に、冷媒が循環する。
　圧縮機４０１、凝縮器４０２および絞り装置４０３は、室外機４１０に設けられている。圧縮機４０１は、図１８に示した圧縮機５００で構成されている。室外機４１０には、凝縮器４０２に室外の空気を供給する室外送風機４０５が設けられている。蒸発器４０４は、室内機４２０に設けられている。室内機４２０には、蒸発器４０４によって冷却された空気を室内に供給する室内送風機４０６が設けられている。
　冷凍サイクル装置４００の動作は、次の通りである。圧縮機４０１は、吸入した冷媒を圧縮して送り出す。凝縮器４０２は、圧縮機４０１から流入した冷媒と室外の空気との熱交換を行い、冷媒を凝縮して液化させて冷媒配管４０７に送り出す。室外送風機４０５は、凝縮器４０２に室外の空気を供給する。絞り装置４０３は、冷媒配管４０７を流れる冷媒を減圧し、低圧状態とする。
　蒸発器４０４は、絞り装置４０３で減圧された冷媒と室内の空気との熱交換を行い、冷媒を蒸発させて冷媒配管４０７に送り出す。蒸発器４０４での熱交換により冷却された冷風は、室内送風機４０６によって室内に供給される。
　冷凍サイクル装置４００は、各実施の形態で説明したモータ１００の適用により運転効率を向上した圧縮機４０１を有している。そのため、冷凍サイクル装置４００の運転効率を向上することができる。
　以上、望ましい実施の形態について具体的に説明したが、上記の実施の形態に基づき、各種の改良または変形を行なうことができる。
　１，１Ａ，１Ｂ　ロータ、　５　ステータ、　１０　ロータコア、　１０ａ　外周、　１０ｂ　内周、　１１　磁石挿入孔、　１１ａ　第１の孔部、　１１ｂ　第２の孔部、　１２　フラックスバリア、　１３　薄肉部、　１４　サイドスリット（第１のスリット）、　１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ　端辺、　１５　スリット（第２のスリット）、　１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄ　端辺、　１６　外周領域、　２０　永久磁石、　２１　永久磁石（第１の永久磁石）、　２１ｃ　端面、　２２　永久磁石（第２の永久磁石）、　２２ｃ　端面、　２２ｅ　角部、　３０　シャフト、　５０　ステータコア、　５１　ヨーク、　５２　ティース、　５３　スロット、　５５　コイル、　１００　モータ、　１１１，１１３　位置決め部、　１１２，１１４　凹部、　４００　冷凍サイクル装置、　４０１　圧縮機、　４０２　凝縮器、　４０３　絞り装置、　４０４　蒸発器、　４１０　室外機、　４２０　室内機、　５００　圧縮機、　５０１　圧縮機構、　５０２　密閉容器。

Claims (12)

  1. 　軸線を中心とする周方向に延在する外周と、前記軸線を中心とする径方向において前記外周の内側に位置する磁石挿入孔とを有するロータコアと、
    　前記磁石挿入孔に配置される少なくとも３つの永久磁石と
    　を有し、
    　前記磁石挿入孔は、当該磁石挿入孔の前記周方向の中央に位置する第１の孔部と、前記第１の孔部の前記周方向の両端から前記外周に向けて延在する２つの第２の孔部とを有し、
    　前記少なくとも３つの永久磁石は、前記第１の孔部に配置された第１の永久磁石と、前記第２の孔部のそれぞれに配置された第２の永久磁石とを有し、
    　前記第１の孔部は、前記磁石挿入孔の前記周方向の中心を通る前記径方向の直線である磁極中心線に直交する方向に延在し、
    　前記ロータコアは、
    　前記第２の孔部のそれぞれと前記磁極中心線との間に形成され、前記周方向に長さを有する第１のスリットと、
    　前記第１のスリットと前記磁極中心線との間に形成され、前記径方向に長さを有する第２のスリットと
    　を有し、
    　前記第１のスリットから前記磁石挿入孔までの最短距離Ｃ［ｍｍ］と、前記第１のスリットから前記外周までの最短距離Ｓ［ｍｍ］とが、
    　Ｓ≦－０．７５１７Ｃ２＋０．２０２１Ｃ＋１．１３９５
    　を満足するロータ。
  2. 　前記ロータコアは、複数の電磁鋼板を前記軸線の方向に積層して構成され、
    　前記最短距離Ｓは、前記電磁鋼板の板厚Ｔ以上である
    　請求項１に記載のロータ。
  3. 　前記磁極中心線から前記第２のスリットまでの最短距離Ｂと、前記第１の永久磁石の前記周方向の両端の間隔Ｗ１とが
    　Ｂ≧Ｗ１×１／２
    　を満足する請求項１または２に記載のロータ。
  4. 　前記磁極中心線から前記第２のスリットまでの最短距離Ｂ［ｍｍ］と、前記第１の永久磁石の前記周方向の両端の間隔Ｗ１［ｍｍ］とが
    　Ｂ＜０．２１９×Ｗ１
    　を満足する請求項１または２に記載のロータ。
  5. 　前記第１の永久磁石の前記周方向の両端を通って前記磁極中心線と平行な２直線を、第１の直線および第２の直線とし、
    　前記ロータコアは、前記周方向において前記第１の直線と前記第２の直線とに挟まれた第１の領域と、前記周方向において前記第１の領域の外側に位置する第２の領域とを有し、
    　前記第２のスリットの少なくとも前記径方向の内側の端部は、前記第２の領域に配置され、
    　前記第２のスリットの前記第２の孔部に対向する端辺と、当該端辺の前記径方向の内側の端点と前記第１のスリットの前記磁極中心線に最も近い点とを通る直線とのなす角度をα［度］とし、
    　前記ロータの極数をＮとすると、
    　２９×Ｎ／６≦α≦５６×Ｎ／６
    　が成立する請求項４に記載のロータ。
  6. 　前記第２のスリットは、前記径方向の外側ほど前記磁極中心線からの距離が増加するように、前記磁極中心線に対して傾斜して延在している
    　請求項４または５に記載のロータ。
  7. 　前記第２のスリットは、前記磁極中心線と平行に延在している
    　請求項１から５までのいずれか１項に記載のロータ。
  8. 　前記第１のスリットの前記長さＬ１と、前記第２のスリットの前記長さＬ２とは、
    　Ｌ２／Ｌ１≧０．４２６
    　を満足する請求項１から７までのいずれか１項に記載のロータ。
  9. 　前記ロータコアは、複数の電磁鋼板を前記軸線の方向に積層して構成され、
    　前記第２のスリットと前記ロータコアの前記外周との間に薄肉部が形成され、
    　前記薄肉部の前記径方向の幅は、前記電磁鋼板の板厚と同じである
    　請求項１から８までのいずれか１項に記載のロータ。
  10. 　請求項１から９までの何れか１項に記載のロータと、
    　前記ロータを前記径方向の外側から囲むステータと
    　を有するモータ。
  11. 　請求項１０に記載のモータと、
    　前記モータによって駆動される圧縮機構と
    　を備えた圧縮機。
  12. 　請求項１１に記載の圧縮機と、
    　前記圧縮機から送り出された冷媒を凝縮する凝縮器と、
    　前記凝縮器により凝縮した冷媒を減圧する減圧装置と、 
    　前記減圧装置で減圧された冷媒を蒸発させる蒸発器と
    　を備えた冷凍サイクル装置。
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