特許 6137854 永久磁石式電動機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6137854

(24)【登録日】2017年5月12日

(45)【発行日】2017年5月31日

(54)【発明の名称】永久磁石式電動機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/27 20060101AFI20170522BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/27 501A

   H02K1/27 501M

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-21381(P2013-21381)

(22)【出願日】2013年2月6日

(65)【公開番号】特開2014-155276(P2014-155276A)

(43)【公開日】2014年8月25日

【審査請求日】2016年1月14日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005234

【氏名又は名称】富士電機株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】508296738

【氏名又は名称】富士電機機器制御株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110928

【弁理士】

【氏名又は名称】速水 進治

(72)【発明者】

【氏名】今盛 聡

【審査官】 尾家 英樹

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００１−１８６６９９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−２５１７９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２５４６４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０９５１１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回転子コアと、回転子コアの内部に埋め込まれた複数の永久磁石と、ｄ軸方向における透磁率が前記回転子コアよりも高い高透磁率部と、を有する回転子を備え、
前記複数の永久磁石は、前記回転子の周方向において複数の磁極を形成しており、
前記高透磁率部は、前記複数の磁極の各々と対応して設けられ、
各高透磁率部は、当該高透磁率部と対応する磁極を形成する前記永久磁石よりも前記回転子の径方向における外側に配置されているとともに、前記回転子の回転軸に対して直交する断面内において、当該永久磁石の磁束発生面の前記周方向における一端と前記回転子の回転中心とを通る第１直線と、当該磁束発生面の前記周方向における他端と前記回転中心とを通る第２直線と、に挟まれた領域に配置され、且つ、ｄ軸と交わっており、
前記断面内において、前記高透磁率部の長さは、前記ｄ軸方向に直交する方向において、前記永久磁石の前記磁束発生面の前記一端と前記永久磁石の前記磁束発生面の前記他端の間の距離よりも短く、
前記高透磁率部は、方向性電磁鋼からなり、
前記方向性電磁鋼は、方向性電磁鋼板であり、当該方向性電磁鋼板の圧延方向が前記ｄ軸に沿っている永久磁石式電動機。

【請求項2】

前記方向性電磁鋼は、焼鈍されている請求項１に記載の永久磁石式電動機。

【請求項3】

前記高透磁率部は、前記断面内において、前記ｄ軸を対称軸とする線対称形である請求項１又は２に記載の永久磁石式電動機。

【請求項4】

前記回転子コアは無方向性電磁鋼からなる請求項１から３までの何れか一項に記載の永久磁石式電動機。

【請求項5】

前記無方向性電磁鋼は、無方向性電磁鋼板である請求項４に記載の永久磁石式電動機。

【請求項6】

前記回転子の径方向における前記高透磁率部の寸法は、前記ｄ軸に近づくにつれて大きくなっている請求項１から５までの何れか一項に記載の永久磁石式電動機。

【請求項7】

回転子コアと、回転子コアの内部に埋め込まれた複数の永久磁石と、ｄ軸方向における透磁率が前記回転子コアよりも高い高透磁率部と、を有する回転子を備え、
前記複数の永久磁石は、前記回転子の周方向において複数の磁極を形成しており、
前記高透磁率部は、前記複数の磁極の各々と対応して設けられ、
各高透磁率部は、当該高透磁率部と対応する磁極を形成する前記永久磁石よりも前記回転子の径方向における外側に配置されているとともに、前記回転子の回転軸に対して直交する断面内において、当該永久磁石の磁束発生面の前記周方向における一端と前記回転子の回転中心とを通る第１直線と、当該磁束発生面の前記周方向における他端と前記回転中心とを通る第２直線と、に挟まれた領域に配置され、且つ、ｄ軸と交わっており、
前記断面内において、前記高透磁率部の長さは、前記ｄ軸方向に直交する方向において、前記永久磁石の前記磁束発生面の前記一端と前記永久磁石の前記磁束発生面の前記他端の間の距離よりも短く、
前記断面内において、前記高透磁率部は、前記ｄ軸方向に直交する方向に伸びている永久磁石式電動機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、永久磁石式電動機に関する。

【背景技術】

【0002】

電動機の一つとして埋込磁石型の永久磁石式電動機がある。埋込磁石型永久磁石式電動機は、回転子の内部に永久磁石を備えている。埋込磁石型永久磁石式電動機は、マグネットトルクとリラクタンストルクとを利用した電動機であり、小型高出力の電動機として広く用いられている。また、永久磁石を回転子内部に埋込む構成であるため、高速回転時の遠心力による磁石飛散が抑制される。

【0003】

一般に、埋込磁石型永久磁石式電動機においては、回転子と固定子との間のクリアランスであるギャップ部にて永久磁石が形成する磁束の周方向における変化は、矩形波に近い波形となる。この矩形波の磁束のうち、トルクとして利用可能なのは基本波成分のみであり、それ以外の高調波成分はトルクに寄与しない。それどころか、高調波成分はトルクリプルの原因となり、電動機の制御性を悪化させるなど多くの悪影響を及ぼす。このため、ギャップ部にて永久磁石が形成する磁束の周方向における変化は、正弦波に近いことが望まれる。

【0004】

特許文献１には、複数の磁極の各々と対応させて、少なくとも二つずつのカシメ部を回転子コアに形成することにより、カシメ部の透磁率をその周囲の部分よりも低下させることが記載されている。この場合、磁束はカシメ部を避けて流れようとする。そのため、カシメの位置を適切に設定することにより、磁極の中心部における磁束の大きさが相対的に大きくなり、永久磁石の磁束がより正弦波に近づく。

【0005】

また、特許文献２には、永久磁石の周方向の両端部に高透磁率部材を設けることによって、この高透磁率部材に渦電流を発生させ、この渦電流によって、ステータ巻線を流れる電流が形成する磁束とは反対向きの磁束を生成する結果、永久磁石の端部に集中する磁束を減衰させて、モータの高効率化を図ることができる旨の記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１２５１６３号公報

【特許文献2】特開２０１２−２３５６０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかしながら、特許文献１のように、カシメ部を形成することによって回転子コアの一部分の透磁率を下げることは、磁気回路全体として見たときの磁気抵抗を増加させることになるため、回転子からギャップ部へと流れる磁束の総量を減少させることに繋がる。このため、特許文献１の技術は、電動機のトルク密度を十分に得るという点において、必ずしも十分とは言えない。

【0008】

また、特許文献２の技術では、永久磁石の周方向の両端部に高透磁率部材を設けることによって、ステータ巻線を流れる電流が形成する磁束とは反対向きの磁束を生成して、永久磁石の端部に集中する磁束を減衰させる。このため、特許文献２の技術は、電動機のトルク密度を十分に得るという点において、必ずしも十分とは言えない。

【0009】

本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、トルク密度が高く、トルクリプルが小さく、より高効率の永久磁石式電動機を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明に係る永久磁石式電動機は、回転子を備えている。この回転子は、回転子コアと、回転子コアの内部に埋め込まれた複数の永久磁石と、ｄ軸方向における透磁率が回転子コアよりも高い高透磁率部と、を有する。複数の永久磁石は、回転子の周方向において複数の磁極を形成している。高透磁率部は、複数の磁極の各々と対応して設けられている。各高透磁率部は、それと対応する磁極を形成する永久磁石よりも回転子の径方向における外側に配置されている。各高透磁率部は、第１直線と第２直線とに挟まれた領域に配置され、且つ、ｄ軸と交わっている。第１直線は、回転子の回転軸に対して直交する断面内において、各高透磁率部と対応する磁極を形成する永久磁石の磁束発生面の、回転子コアの周方向における一端と、回転子の回転中心と、を通る直線である。第２直線は、回転子の回転軸に対して直交する断面内において、各高透磁率部と対応する磁極を形成する永久磁石の磁束発生面の、回転子コアの周方向における他端と、回転子の回転中心と、を通る直線である。

【0011】

この永久磁石式電動機によれば、ｄ軸方向における透磁率が回転子コアよりも高い高透磁率部が、第１直線と第２直線とに挟まれた領域に配置され、且つ、ｄ軸と交わっている。これにより、永久磁石からの磁束を磁極の中央部に集めることができる。その結果、ギャップ部にて永久磁石が形成する磁束の周方向における変化をより正弦波に近づけることができる。
なお、回転子コアにカシメ部を形成するのではなく、回転子コアに高透磁率部を設けるため、回転子からギャップ部へと流れる磁束の総量を減少させることなく、永久磁石の磁束を正弦波に近づけることができる。よって、永久磁石の磁束を有効に利用することができるので、より高効率の永久磁石式電動機を実現することができる。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、トルク密度が高く、トルクリプルが小さく、より高効率の永久磁石式電動機が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】第１の実施形態に係る永久磁石式電動機の断面図である。

【図2】第１の実施形態に係る永久磁石式電動機の回転子の断面図である。

【図3】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図4】第１の実施形態に係る永久磁石式電動機の回転子における磁束の流れを示す断面図である。

【図5】ギャップ部にて永久磁石が形成する磁束の周方向における変化曲線を示す図である。

【図6】第３の実施形態に係る永久磁石式電動機の回転子の断面図である。

【図7】第４の実施形態に係る永久磁石式電動機の回転子の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。

【0015】

〔第１の実施形態〕
図１は第１の実施形態に係る永久磁石式電動機１００の断面図である。図２は永久磁石式電動機１００の回転子１の断面図であり、回転軸に対して直交する断面を示している。

【0016】

本実施形態に係る永久磁石式電動機１００は、回転子１を備えている。この回転子１は、回転子コア２と、回転子コア２の内部に埋め込まれた複数の永久磁石３と、ｄ軸方向における透磁率が回転子コア２よりも高い高透磁率部６と、を有する。複数の永久磁石３は、回転子１の周方向において複数の磁極を形成している。高透磁率部６は、複数の磁極の各々と対応して設けられている。各高透磁率部６は、それと対応する磁極を形成する永久磁石３よりも回転子１の径方向における外側に配置されている。各高透磁率部６は、第１直線７と第２直線８とに挟まれた領域に配置され、且つ、ｄ軸１０と交わっている。第１直線７は、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において、各高透磁率部６と対応する磁極を形成する永久磁石３の磁束発生面１６の、回転子コア２の周方向における一端１６ａと、回転子１の回転中心と、を通る直線である。第２直線８は、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において、各高透磁率部６と対応する磁極を形成する永久磁石３の磁束発生面１６の、回転子コア２の周方向における他端１６ｂと、回転子１の回転中心と、を通る直線である。

【0017】

永久磁石式電動機１００は、このような高透磁率部６を有するので、永久磁石３によってギャップ部５に形成される磁束を磁極の中心に集めることができる。よって、永久磁石３によってギャップ部５に形成される磁束の、回転子１の周方向における変化曲線を、正弦波に近づけることができる。その結果、永久磁石式電動機１００のトルク密度の向上と、トルクリプルの低減とを実現することができる。ここで、ギャップ部５とは、回転子１の外周面と、後述する固定子１２の内周面との間の隙間（クリアランス）である。また、ここで、磁極の中心とは、ギャップ部５において、ｄ軸１０と交差する部分である。なお、以下においては、永久磁石３によってギャップ部５に形成される磁束の、回転子１の周方向における変化曲線を、正弦波に近づけることを、単に、磁石の磁束を正弦波に近づける、という。

【0018】

永久磁石式電動機１００は、ファン用、ポンプ用、ＥＶ（電気自動車）用などが挙げられるが、その他の用途のものであっても良い。

【0019】

永久磁石式電動機１００は、固定子１２と、固定子１２内に配置された回転子１と、を備えている。

【0020】

固定子１２は、円筒状のヨーク１２ａと、ヨーク１２ａの内周面から径方向内側に突出した複数のティース１２ｂと、ティース１２ｂに巻回された巻線１３と、を有している。なお、巻線１３は、集中巻きであっても良いし、分布巻きであっても良い。

【0021】

回転子１は円柱状に形成されている。回転子１は、その回転軸周りに回転可能な状態で、固定子１２内に保持されている。回転子１は、当該回転子１の円柱形状の中心軸に沿って配置されたシャフト４を有している。シャフト４の軸中心が回転子１の回転軸である。

【0022】

上記のように、回転子１の回転子コア２には、複数の永久磁石３が埋め込まれている。本実施形態の場合、永久磁石３は、いわゆるＶ字型と呼ばれる配置となっている。この場合、回転子１の回転軸に対して直交する断面内においてＶ字状に配置された一対の永久磁石３によって、１つの磁極が形成されている。なお、永久磁石３の配置がＶ字型の場合、後述する一文字型の場合と比べて、磁石の磁束が磁極の中心に集まるため、一文字型の場合と比べて、磁石の磁束が正弦波に近づく。

【0023】

具体的には、例えば、回転子コア２には、回転子１の回転軸に対して直交する断面内における８箇所に、それぞれ永久磁石３が埋め込まれている。このうち、回転子１の周方向において隣り合う２つずつの永久磁石３が、回転子１の回転軸側に向けて凸なＶ字状に配置されている。この隣り合う２つずつの永久磁石３によって、それぞれ磁極が形成されている。よって、回転子１は、例えば、４つの磁極を有している。ただし、回転子１が有する磁極の数は、４以外の偶数であっても良い。また、１つの磁極を形成する永久磁石３の配置はＶ字に限らない。また、１つの磁極を形成する永久磁石３の数は２つに限らない。

【0024】

上記のように、永久磁石式電動機１００は、複数の磁極の各々と対応して設けられた高透磁率部６を備えている。高透磁率部６は、それと対応する磁極を形成する一対の永久磁石３よりも、回転子１の径方向における外側に配置されている。

【0025】

更に、高透磁率部６は、それと対応する磁極を形成する一対の永久磁石３のカバー角αの範囲内に配置されている。なお、カバー角αの範囲内に、永久磁石式電動機１００のｄ軸１０が位置している。カバー角αは、第１直線７と第２直線８とのなす角度である。

【0026】

第１直線７は、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において、高透磁率部６と対応する磁極を形成する永久磁石３の磁束発生面１６の一端１６ａと、回転子１の回転中心（シャフト４の中心）と、を通る直線である。また、第２直線８は、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において、高透磁率部６と対応する磁極を形成する永久磁石３の磁束発生面１６の他端１６ｂと、回転子１の回転中心（シャフト４の中心）と、を通る直線である。ここで、本実施形態のように、複数（例えば２つ）の永久磁石３により１つの磁極が形成されている場合、この複数の永久磁石３の磁束発生面を一連の磁束発生面１６とみなす。そして、この一連の磁束発生面１６の、回転子１の周方向における一端および他端が、それぞれ一端１６ａおよび他端１６ｂである。

【0027】

このように高透磁率部６がカバー角αの範囲内に配置されていることにより、磁石の磁束が磁極の中心部に集められる。

【0028】

なお、高透磁率部６は、１つの磁極に対して１箇所に配置されていても良いし、１つの磁極に対して複数箇所に配置されていても良い。高透磁率部６を１つの磁極に対して複数箇所に配置する際に、複数箇所の高透磁率部６のグレードを統一しても良いし、統一しなくても良い。また、高透磁率部６は、永久磁石３から離間していても良いし、永久磁石３に対して直接接していても良い。

【0029】

高透磁率部６は、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において、ｄ軸１０を対称軸とする線対称形に形成されていることが好ましい。高透磁率部６がｄ軸１０を対称軸とする線対称形であることにより、永久磁石３の磁束がｄ軸１０に対して非対称となることを抑制でき、磁石の磁束を正弦波により近づけることができる。すなわち、磁石の磁束をｄ軸１０に対してより対称な正弦波に近づけることができる。

【0030】

高透磁率部６は、例えば、方向性電磁鋼からなる。方向性電磁鋼からなる高透磁率部６は、ｄ軸方向における透磁率が高くなるように作製及び配置される。高透磁率部６を方向性電磁鋼により構成することによって、ｄ軸方向の透磁率を選択的に高めることができる。

【0031】

より具体的には、高透磁率部６を構成する方向性電磁鋼は、例えば、方向性電磁鋼板である。方向性電磁鋼板は無方向性電磁鋼板よりも圧延方向の透磁率が高いため、永久磁石３の磁束を集めるために有効な材料である。ただし、方向性電磁鋼板の圧延方向に対して直交する方向の透磁率は極端に低い。このため、方向性電磁鋼板の圧延方向が永久磁石式電動機１００のｄ軸方向に沿うように、高透磁率部６が配置される。より好ましくは、高透磁率部６を構成する方向性電磁鋼板の圧延方向がｄ軸方向と平行になるように、高透磁率部６が配置される。

【0032】

一方、回転子コア２は、例えば、無方向性電磁鋼からなる。回転子コア２においては、磁束は様々な方向に流れるため、回転子コア２の材料としては、磁気特性の異方性が少ない無方向性の電磁鋼が用いられる。より具体的には、回転子コア２を構成する無方向性電磁鋼は、例えば、無方向性電磁鋼板からなる。

【0033】

図３は図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【0034】

図３に示すように、回転子コア２は、例えば、複数枚の無方向性電磁鋼板１５を積層することにより構成されている。各層の無方向性電磁鋼板１５の表面には、それぞれ絶縁性のコーティングが施されている。コーティングの材料は、無機系材料と有機系材料の何れでも良い。これら無方向性電磁鋼板１５は、例えば、プレス打ち抜き加工などに形成されたものである。

【0035】

また、高透磁率部６は、例えば、複数枚の方向性電磁鋼板１４を積層することにより構成されている。各層の方向性電磁鋼板１４の表面には、それぞれ絶縁性のコーティングが施されている。コーティングの材料は、無機系材料と有機系材料の何れでも良い。これら方向性電磁鋼板１４は、例えば、プレス打ち抜き加工などに形成されたものである。無方向性電磁鋼板１５には、該無方向性電磁鋼板１５を表裏に貫通する孔部１５ａが形成されている。高透磁率部６を構成する方向性電磁鋼板１４は、無方向性電磁鋼板１５の孔部１５ａ内に嵌め込まれて、無方向性電磁鋼板１５に固定されている。

【0036】

ここで、無方向性電磁鋼板１５の厚みと、方向性電磁鋼板１４の厚みとは、互いに同じであっても良いし、互いに異なっていても良い。図３には、方向性電磁鋼板１４の方が、無方向性電磁鋼板１５よりも薄い例を示している。

【0037】

また、無方向性電磁鋼板１５には、該無方向性電磁鋼板１５を表裏に貫通する孔部１５ｂが形成されている。永久磁石３は、無方向性電磁鋼板１５の孔部１５ｂ内に差し込まれて、無方向性電磁鋼板１５に固定されている。なお、回転子コア２の軸方向における両端間に亘って一体の永久磁石３が差し込まれていても良いし、永久磁石３が回転子コア２の軸方向において複数の部分に分割されていても良い。

【0038】

なお、回転子コア２には、高透磁率部６を嵌め込むための空隙（孔部１５ａ）と永久磁石３を差し込むための空隙（孔部１５ｂ）の他にも、空隙（例えば、回転子１の軽量化のための空隙など）が形成されていても良い。

【0039】

図４は回転子１における磁束の流れを示す断面図である。図４に示す矢印が磁束の流れを示している。図５はギャップ部５にて永久磁石３が形成する磁束の、回転子１の周方向における変化曲線を示す図である。図５の横軸は、ギャップ部５内において、回転子１の周方向における位置を示し、図５の縦軸は、磁束の密度を示す。図５に示す曲線Ｌ１は、本実施形態の場合の変化曲線、すなわち高透磁率部６が存在する場合の変化曲線である。一方、曲線Ｌ２は、比較例の場合の変化曲線である。比較例の構成（図示略）では、回転子１が高透磁率部６を有しておらず、実施形態において高透磁率部６が配置されている領域も、回転子コア２と同じ材料により埋められている。

【0040】

上記のようにｄ軸１０の方向における透磁率が回転子コア２よりも高い高透磁率部６が、上記のような配置で回転子コア２内に埋め込まれていることにより、図４に示すように、永久磁石３が発生する磁束を磁極の中心に集めることができる。これにより、図５に示すように、ギャップ部５にて永久磁石３が形成する磁束の回転子１の周方向における変化曲線を、矩形波に近い形（曲線Ｌ２）から、正弦波に近い形（曲線Ｌ１）に改善することができる。その結果、永久磁石式電動機１００のトルク密度の向上と、永久磁石式電動機１００のトルクリプルの低減と、を実現することができる。

【0041】

更に、高透磁率部６がｄ軸１０と交わるように配置されている。換言すれば、高透磁率部６を配置する部分は、ｄ軸１０の一部分を必ず含んでいる。これにより、磁石の磁束をより磁極の中心部に集めることができる。

【0042】

以上のような第１の実施形態によれば、永久磁石３が回転子コア２に埋め込まれた構造の永久磁石式電動機１００において、以下に説明するように、特性を向上させることができる。
すなわち、ｄ軸方向における透磁率が回転子コア２よりも高い高透磁率部６が、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において、永久磁石３よりも径方向外側、且つ、第１直線７と第２直線８とに挟まれた領域に配置され、且つ、ｄ軸１０と交わっている。これにより、永久磁石３からの磁束を磁極の中央部に集めることができる。その結果、ギャップ部５にて永久磁石３が形成する磁束の周方向における変化をより正弦波に近づけることができる。
また、回転子コア２にカシメ部を形成するのではなく、回転子コア２に高透磁率部６を設けるため、回転子１からギャップ部５へと流れる磁束の総量を減少させることなく、磁石の磁束を正弦波に近づけることができる。よって、永久磁石３の磁束を有効に利用することができるので、より高効率の永久磁石式電動機１００を実現することができる。
なお、カシメ部の形状および配置を任意に変更するよりも、高透磁率部６の形状及び配置を任意に変更する方が容易である。このため、永久磁石式電動機１００においては、永久磁石３の配置などの様々な特性に応じて、高透磁率部６の形状及び配置を容易に変更し、磁石の磁束を正弦波に近づけることができるという利点もある。

【0043】

〔第２の実施形態〕
方向性電磁鋼板からなる高透磁率部６をプレス打ち抜き加工などにより形成する場合、高透磁率部６には残留応力が発生するので、方向性電磁鋼板の透磁率が低下し、磁束を集める能力が低下してしまう可能性がある。特に、高透磁率部６が小さな部品である場合ほど、その懸念が高まる。そこで、本実施形態では、方向性電磁鋼板からなる高透磁率部６として、プレス打ち抜き可能などの加工工程後に焼鈍を施したものを用いる。方向性電磁鋼板は、焼鈍することによって、磁気特性（透磁率）が回復する。これにより、方向性電磁鋼板からなる高透磁率部６は、磁束を集める効果を十分に発揮することができる。その結果、磁石の磁束をより正弦波に近づけることが可能となる。ここで、方向性電磁鋼板の焼鈍は、例えば、窒素雰囲気中にて７００℃で２時間程度行う。なお、方向性電磁鋼板の焼鈍は、プレス打ち抜き加工などの加工工程後に限らず、当該加工工程の前に施されていても良い。

【0044】

第２の実施形態によれば、高透磁率部６を構成する方向性電磁鋼が焼鈍されているので、高透磁率部６を構成する方向性電磁鋼の透磁率を十分なものとすることができ、高透磁率部６により好適に磁束を集めることができる。

【0045】

〔第３の実施形態〕
図６は第３の実施形態に係る永久磁石式電動機（全体図示略）の回転子１の断面図であり、回転軸に対して直交する断面を示している。

【0046】

本実施形態に係る永久磁石式電動機は、高透磁率部６の構成が以下に説明する点で上記の第１の実施形態に係る永久磁石式電動機１００と相違し、その他の点では、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機１００と同様に構成されている。

【0047】

本実施形態の場合、回転子１の径方向における高透磁率部６の寸法は、ｄ軸１０に近づくにつれて大きくなっている。これにより、回転子１における永久磁石３よりも外側の領域の透磁率は、ｄ軸１０に近い部分ほど大きくなる。よって、永久磁石３から発生する磁束の集中の度合いを、ｄ軸１０に近づくにつれて次第に高めることができる。これにより、磁石の磁束をより正弦波に近づけることができる。

【0048】

〔第４の実施形態〕
図７は第４の実施形態に係る永久磁石式電動機（全体図示略）の回転子１の断面図であり、回転軸に対して直交する断面を示している。

【0049】

本実施形態に係る永久磁石式電動機は、回転子１の構成が以下に説明する点で上記の第１の実施形態に係る永久磁石式電動機１００と相違し、その他の点では、第１の実施形態に係る永久磁石式電動機１００と同様に構成されている。

【0050】

本実施形態の場合、永久磁石３は、回転子１の回転軸に対して直交する断面内において直線状に延在している。すなわち、永久磁石３は、いわゆる一文字型と呼ばれる配置となっている。永久磁石３が延在する方向は、ｄ軸１０に対して直交する方向である。このため、永久磁石３はｄ軸１０に対して平行な方向に磁束を発生させる。回転子１は、１つの磁極あたり１個の永久磁石３を備えている。

【0051】

なお、図７では、高透磁率部６が永久磁石３に対して接触している例を示しているが、上記の第１の実施形態と同様に、高透磁率部６と永久磁石３とが相互に離間していても良い。

【0052】

以上のような第４の実施形態によっても、上記の第１の実施形態と同様の効果が得られる。

【0053】

なお、上記においては、一の磁極を形成する永久磁石３がＶ字状に配置されている例と、直線状に配置されている例とを説明したが、一の磁極を形成する永久磁石３の配置は、他の配置となっていても良い。

【符号の説明】

【0054】

１ 回転子
２ 回転子コア
３ 永久磁石
４ シャフト
５ ギャップ部
６ 高透磁率部
７ 第１直線
８ 第２直線
９ 磁束
１０ ｄ軸
１１ ｑ軸
１２ 固定子
１３ 巻線
１４ 方向性電磁鋼板
１５ 無方向性電磁鋼板
１６ 磁束発生面
１６ａ 一端
１６ｂ 他端
１００ 永久磁石式電動機
α 永久磁石のカバー角

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】