特許 6987310 回転電機

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6987310

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/22 20060101AFI20211213BHJP

   H02K 1/27 20060101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H02K1/22 A

   H02K1/27 501A

【請求項の数】10

【全頁数】19

(21)【出願番号】特願2021-529366(P2021-529366)

(86)(22)【出願日】2021年1月27日

(86)【国際出願番号】JP2021002729

【審査請求日】2021年5月25日

(31)【優先権主張番号】特願2020-68813(P2020-68813)

(32)【優先日】2020年4月7日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000006013

【氏名又は名称】三菱電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002941

【氏名又は名称】特許業務法人ぱるも特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】深山 義浩

(72)【発明者】

【氏名】山根 甲彰

(72)【発明者】

【氏名】北尾 純士

(72)【発明者】

【氏名】岡崎 広大

(72)【発明者】

【氏名】西村 立男

(72)【発明者】

【氏名】高橋 朋平

【審査官】 所村 陽一

(56)【参考文献】

【文献】 米国特許出願公開第２０１６／００７９８１４（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２０１８−１５７６６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１９／００８８２０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１８／１５９１８１（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／２２

Ｈ０２Ｋ １／２７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定子の内周側に配置された回転子を有する回転電機であって、前記回転子はシャフトに固定された回転子コアと、前記回転子コアに径方向外側に向かって互いに遠ざかるようにＶ字型に配置された一対の磁石スロットと、各前記磁石スロットに挿入された永久磁石と、各前記磁石スロットの径方向外側に設けられた孔部により構成され、前記永久磁石と前記孔部の間の距離は、径方向外側に行くに従って大きくなるよう構成するとともに、前記回転子コアの外周から前記孔部との間の距離は各前記磁石スロットと前記回転子コアの外周との間の距離以上になるよう構成され、
各前記磁石スロットを分断している前記回転子における中央ブリッジ部の最小部分の幅をＤｂｉ、前記永久磁石の残留磁束密度をＢｒ、前記回転子コアを構成する金属の磁束飽和密度をＢＳとし、前記永久磁石の前記中央ブリッジ部に最も近い角部から前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記磁石スロットと前記孔部との間の距離が最小値をとる点をＸ点とし、前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記Ｘ点から距離ｍの点での前記孔部と前記永久磁石との間の距離をｄとした場合、
ｄ≧Ｂｒ×ｍ／ＢＳかつｄ≧Ｄｂｉ／２なる関係式を満たす回転電機。

【請求項2】

固定子の内周側に配置された回転子を有する回転電機であって、前記回転子はシャフトに固定された回転子コアと、前記回転子コアに径方向外側に向かって互いに遠ざかるようにＶ字型に配置された一対の磁石スロットと、各前記磁石スロットに挿入された永久磁石と、各前記磁石スロットの径方向外側に設けられた孔部により構成され、前記永久磁石と前記孔部の間の距離は、径方向外側に行くに従って大きくなるよう構成するとともに、前記回転子コアの外周から前記孔部との間の距離は各前記磁石スロットと前記回転子コアの外周との間の距離以上になるよう構成され、
Ｖ字型に配置された一対の前記磁石スロットの間であって前記孔部の内周側には中央磁石スロットを設けるとともに、前記中央磁石スロットには中央永久磁石を挿入し、
一対の前記磁石スロットと前記中央磁石スロットを分断している前記回転子における中央ブリッジ部の最小部分の幅をＤｂｉ、前記永久磁石の残留磁束密度をＢｒ、前記回転子コアを構成する金属の磁束飽和密度をＢＳとし、前記永久磁石の前記中央ブリッジ部に最も近い角部から前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記磁石スロットと前記孔部との間の距離が最小値をとる点をＸ点とし、前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記Ｘ点から距離ｍの点での前記孔部と前記永久磁石との間の距離をｄとした場合、
ｄ≧Ｂｒ×ｍ／ＢＳかつｄ≧Ｄｂｉなる関係式を満たす回転電機。

【請求項3】

固定子の内周側に配置された回転子を有する回転電機であって、前記回転子はシャフトに固定された回転子コアと、前記回転子コアに径方向外側に向かって互いに遠ざかるようにＶ字型に配置された一対の磁石スロットと、各前記磁石スロットに挿入された永久磁石と、各前記磁石スロットの径方向外側に設けられた孔部により構成され、前記永久磁石と前記孔部の間の距離は、径方向外側に行くに従って大きくなるよう構成するとともに、前記回転子コアの外周から前記孔部との間の距離は各前記磁石スロットと前記回転子コアの外周との間の距離以上になるよう構成され、
前記孔部から前記回転子コアの外周の間に径方向外側に向かって貫通するスリット部を設けるとともに、前記スリット部の幅は前記孔部と前記回転子コアの外周との間の距離よりも小さい回転電機。

【請求項4】

Ｖ字型に配置された一対の前記磁石スロットの内周側に径方向外側に向かって互いに遠ざかるようにＶ字型に配置された一対の第１内周側磁石スロットを設けるとともに、前記第１内周側磁石スロットに第１内周側永久磁石を挿入した請求項１又は請求項３に記載の回転電機。

【請求項5】

Ｖ字型に配置された一対の前記磁石スロットの内周側にＵ字型に配置された３個以上の第２内周側磁石スロットを設けるとともに、前記第２内周側磁石スロットに第２内周側永久磁石を挿入した請求項１又は請求項３に記載の回転電機。

【請求項6】

前記回転子コアの外周から前記孔部の最短距離と、前記永久磁石の前記中央ブリッジ部に近い角部同士を結んだ線と前記孔部との最短距離との和は、
前記永久磁石の最外周に位置する角部同士の間の距離の２分の１以上である請求項１又は請求項２に記載の回転電機。

【請求項7】

前記回転子コアの外周から前記孔部の距離は、前記永久磁石の最外周に位置する角部同士の間の距離の２分の１以上である請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項8】

一対の前記磁石スロットの傾きを半径方向の中心線に対して非対称に構成した請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項9】

前記孔部を半径方向の中心線に対して非対称になるよう構成した請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の回転電機。

【請求項10】

前記スリット部を半径方向の中心線に対して角度を持たせるよう傾斜させて配置した請求項３に記載の回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本願は、回転電機に関するものである。

【背景技術】

【0002】

永久磁石同期回転電機のロータ構造として、ロータ鉄芯に磁石を深く埋め込み、高いトルクを得るようにするものが良く知られている。このような構成では、磁石の外周側に位置する鉄芯と内周側に位置する鉄芯を、鉄芯にかかる遠心力に対して保持するために、磁石の外周側の鉄芯部と内周側の鉄芯部にブリッジ状の構造を設けることが必要となる。このブリッジ状の構造は、通常磁石の外周側及び内周側の鉄芯と一体に構成されている鉄芯により構成されるが、磁石の磁束をロータ内で短絡する漏れ磁路になる。高速回転化するにつれ、ブリッジ部にかかる遠心力による応力が増加するため、ブリッジ部を太くする必要がある。これに伴い漏れ磁路が増加するので、磁束を有効にトルクの発生に使うことができなくなり、高トルク化と高速回転化の両立が難しくなる。

【0003】

これに対して、ブリッジ部を構成せず、回転子を軸方向にボルトで保持することで高トルク化と高速回転化の両立を図っているものがあった（特許文献１参照）。
また、∇型に磁石を配置した永久磁石同期回転電機において、∇型に配置された磁石に囲まれた鉄芯部分に孔を設けることにより遠心力を低減し、高トルク化と高速回転化の両立を図っているものがあった（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００１−１７８０４５号公報

【特許文献2】特開２０１５−１７３５４５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記特許文献１に示したようなブリッジ部を無くした構造では、ロータの組立が難しくなり、ロータの同芯度並びに外径真円度を担保しにくくなるという問題があった。また、上記特許文献２に示したような∇型に磁石を配置した永久磁石同期回転機では、ロータ鉄芯外周に磁石が配置されるため、外周側の重量を軽減できず、遠心力による応力の低減効果および漏れ磁束低減効果が得にくいという問題があった。

【0006】

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、遠心力による破壊を防止できるとともに漏れ磁束を低減することができる回転電機を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本願に開示される回転電機は、固定子の内周側に配置された回転子を有するものであって、前記回転子はシャフトに固定された回転子コアと、前記回転子コアに径方向外側に向かって互いに遠ざかるようにＶ字型に配置された一対の磁石スロットと、各前記磁石スロットに挿入された永久磁石と、各前記磁石スロットの径方向外側に設けられた孔部により構成され、前記永久磁石と前記孔部の間の距離は、径方向外側に行くに従って大きくなるよう構成するとともに、前記回転子コアの外周から前記孔部との間の距離は各前記磁石スロットと前記回転子コアの外周との間の距離以上になるよう構成され、
各前記磁石スロットを分断している前記回転子における中央ブリッジ部の最小部分の幅をＤｂｉ、前記永久磁石の残留磁束密度をＢｒ、前記回転子コアを構成する金属の磁束飽和密度をＢＳとし、前記永久磁石の前記中央ブリッジ部に最も近い角部から前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記磁石スロットと前記孔部との間の距離が最小値をとる点をＸ点とし、前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記Ｘ点から距離ｍの点での前記孔部と前記永久磁石との間の距離をｄとした場合、
ｄ≧Ｂｒ×ｍ／ＢＳかつｄ≧Ｄｂｉ／２なる関係式を満たすものである。
又本願に開示される別の回転電機は、Ｖ字型に配置された一対の前記磁石スロットの間であって前記孔部の内周側には中央磁石スロットを設けるとともに、前記中央磁石スロットには中央永久磁石を挿入し、
一対の前記磁石スロットと前記中央磁石スロットを分断している前記回転子における中央ブリッジ部の最小部分の幅をＤｂｉ、前記永久磁石の残留磁束密度をＢｒ、前記回転子コアを構成する金属の磁束飽和密度をＢＳとし、前記永久磁石の前記中央ブリッジ部に最も近い角部から前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記磁石スロットと前記孔部との間の距離が最小値をとる点をＸ点とし、前記永久磁石の径方向外側に向かう辺に沿って前記Ｘ点から距離ｍの点での前記孔部と前記永久磁石との間の距離をｄとした場合、
ｄ≧Ｂｒ×ｍ／ＢＳかつｄ≧Ｄｂｉなる関係式を満たすものである。
更に本願に開示される別の回転電機は、前記孔部から前記回転子コアの外周の間に径方向外側に向かって貫通するスリット部を設けるとともに、前記スリット部の幅は前記孔部と前記回転子コアの外周との間の距離よりも小さいものである。

【発明の効果】

【0008】

本願に開示される回転電機によれば、遠心力による破壊を防止できるとともに漏れ磁束を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】回転電機であるモータの回転軸に沿った断面側面図である。

【図2】実施の形態１における回転子を示す一部断面平面図である。

【図3】実施の形態２における回転子を示す一部断面平面図である。

【図4】一般的なリラクタンスモータの原理を説明するための図である。

【図5】回転子コアを通過する磁束の状態を示す模式図である。

【図6】実施の形態２における回転子を示す一部断面平面図である。

【図7】実施の形態３における回転子を示す一部断面平面図である。

【図8】実施の形態４における回転子を示す一部断面平面図である。

【図9】実施の形態５における回転子を示す一部断面平面図である。

【図10】実施の形態６における回転子を示す一部断面平面図である。

【図11】実施の形態７における回転子を示す一部断面平面図である。

【図12】実施の形態８における回転子を示す一部断面平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

実施の形態１．
本実施の形態は、埋込磁石型永久磁石同期回転電機の回転子構造に関するものである。
以下内周側及び外周側とは、回転子の内周側及び外周側をいうものとする。図１は回転電機であるモータの回転軸に沿った断面側面図である。図２は実施の形態１における回転子を示す一部断面平面図であり、回転軸に対して垂直な方向における断面図である。尚回転子は、図２に示された一部回転子と同様の構造が円周方向に多数配列された状態で構成されている。
図１に示すように、モータ１はフレーム１０内に収納された固定子２０及び回転子３０により構成されている。そして回転子３０においては、シャフト５の軸方向両端を負荷側軸受け６および反負荷側軸受け７より回転自在に保持されている。固定子２０は、環状のヨーク部から回転子３０に向かって径方向に凸設されたティース部を有する固定子コア２１とティース部に巻回されたコイル２２により構成される。

【0011】

図２に示すように、回転子３０はシャフト５に圧入などにより固定された回転子コア３１と、回転子コア３１にＶ字型であり帯状に配置された一対の磁石スロット３５を有している。即ち一対の磁石スロット３５は径方向外側に向かって互いに遠ざかるように配置されるとともに、径方向内側においては間隔（後述するＤｂｉ）をおいて配置されている。
更に回転子３０は磁石スロット３５に挿入された永久磁石３２と、一対の磁石スロット３５の径方向外側に設けられた孔部３３とで構成される。孔部３３を設けることにより回転子３０全体の質量が減少して後述する各ブリッジ部における遠心力による応力を緩和することができ、回転電機の高速回転化を促すことができる。
回転子コア３１は、薄板鋼板を軸方向に積層して構成されている。又磁石スロット３５の空隙部３５Ａは回転子コア３１の外周表面より流出入する高調波磁束の影響を受けにくいようにするために設けられたものである。更に磁石スロット３５におけるフラックスバリア部３５Ｂは漏れ磁束の発生を防止するために設けられている。Ｖ字型であり、帯状に配置された一対の磁石スロット３５は、回転子コア３１において２つに分けられており、一対の磁石スロット３５を分断している回転子コア３１の部分Ａを中央ブリッジ部と呼ぶ。これに対して磁石スロット３５と回転子３０の最外周部との間の部分Ｂを外周ブリッジ部と呼ぶ。そして磁石スロット３５を分断している回転子コア３１における中央ブリッジ部Ａの最小部分の幅はＤｂｉである。

【0012】

永久磁石３２は２つに分けられた一対の磁石スロット３５にそれぞれ挿入されている。磁石スロット３５と孔部３３との間の距離を考えた場合、永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿って、Ｘ点において最小値ｘをとる。そしてｘ＝Ｄｂｉ／２となる。即ち中央ブリッジ部Ａの最小部分の幅Ｄｂｉに作用する遠心力による応力を磁石スロット３５と孔部３３との間で支えなければならず、Ｘ点は左右２箇所に存在するので、最低限度ｘはＤｂｉ／２必要となる。
更に永久磁石３２の残留磁束密度（永久磁石による磁気の磁束密度）をＢｒ、回転子コア３１（鉄）の磁束飽和密度を２Ｔ（ＴＥＳＬＡ）、回転子３０の軸方向長さをＬとすると、中央ブリッジ部Ａにおいて通過できる最大の磁束は以下の式（１）より求められる。
２（Ｔ）×Ｄｂｉ×Ｌ・・・・・（１）
一方Ｘ点において、永久磁石３２から中央ブリッジ部Ａを通って失われる磁束（漏れ磁束）は以下の式（２）より求められる。
ｘ×Ｂｒ×Ｌ×２（Ｘ点は２カ所存在する）・・・・（２）
式（１）＝式（２）の関係が成立するのでｘ＝Ｄｂｉ／Ｂｒの関係が成立する。

【0013】

永久磁石３２と孔部３３の距離は、Ｘ点での距離ｘを最小として、径方向外周側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２の径方向外側に向かう辺にそってＸ点から距離ｍの点での孔部３３と永久磁石３２との距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２である。
即ちＸ点から距離ｍの点までの永久磁石３２における範囲から回転子コア３１の外周側に出る磁束量は以下の式（３）より求められる。
Ｂｒ×ｍ×Ｌ・・・・（３）
一方鉄の磁束飽和密度を２Ｔとすると、Ｘ点から距離ｍの点において、通過できる磁束の最大量は以下の式（４）より求められる。
ｄ×Ｌ×２（Ｔ）・・・・（４）
従って式（４）≧式（３）の関係が成立する必要があり、
ｄ≧Ｂｒ×ｍ／２となる。
なお回転子コア３１を構成する金属の磁束飽和密度をＢＳとするとｄ≧Ｂｒ×ｍ／ＢＳなる関係を満たす必要がある。

【0014】

また、回転子コア３１の外周から孔部３３との距離は、２つに分断された磁石スロット３５と回転子コア３１の外周との距離（外周ブリッジ部Ｂにおける距離）と等しい。即ち外周ブリッジ部Ｂにおいては回転子コア３１が破壊しないように磁石スロット３５と回転子コア３１の外周との距離が確保されているので、回転子コア３１の外周から孔部３３との距離を磁石スロット３５と回転子コア３１の外周との距離と等しく設計することで充分となる。

【0015】

以上のように、永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿って、Ｘ点において、永久磁石３２と孔部３３の距離は最小となり、Ｘ点から径方向外周側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿ってＸ点から距離ｍの点では、孔部３３と永久磁石３２との距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２である。従って永久磁石３２の出す磁束を阻害せずに孔部３３を設けることができる。このように孔部３３を設けることにより、回転子コア３１における永久磁石３２の外周側の重量を軽減することができるので、遠心力を低減することができる。更に強度を充分に保てるので、中央ブリッジ部Ａおよび外周ブリッジ部Ｂの幅を低減することができ、従って漏れ磁束を低減することができる。

【0016】

永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において、永久磁石３２と孔部３３の距離は最小となり、その距離はＤｂｉ／２である。従って永久磁石３２と孔部３３との間の回転子コア３１に発生する遠心力による応力は、中央ブリッジ部Ａにおいて発生する遠心力による応力と同等であり、応力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。
又回転子コア３１の外周から孔部３３との間の距離は、２つに分断された磁石スロット３５と回転子コア３１の外周との間の距離と等しい。従って回転子コア３１における孔部３３の外周側に発生する遠心力による応力は、回転子コア３１における外周ブリッジ部Ｂに発生する遠心力による応力と同等であり、外周ブリッジ部Ｂにおいては回転子コア３１が破壊しないように磁石スロット３５と回転子コア３１の最外周との距離が確保されているので、遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。
尚回転子コア３１の外周から孔部３３との間の距離は、より強度を増すために２つに分断された磁石スロット３５と回転子コア３１の外周との間の距離以上になるよう構成することもできる。

【0017】

なお、本実施の形態において、永久磁石３２の残留磁束密度をＢｒとすると、磁石スロット３５と孔部３３の距離は、永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ点で最小であり、その距離はＤｂｉ／２であるとした。そして永久磁石３２と孔部３３の距離は、Ｘ点での距離を最小として、径方向外周側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２の径方向外側に向かう辺にそってＸ点から距離ｍの点において、孔部３３と永久磁石３２との距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２（ｄ＝Ｂｒ×ｍ／ＢＳ）であるとした。但しＸ点における永久磁石３２と孔部３３の間の距離は、Ｄｂｉ／２以上であれば同様の効果を奏する。よってｄ≧Ｄｂｉ／２となる。更に永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点において孔部３３と永久磁石３２との距離ｄについても、距離ｄはＢｒ×ｍ／ＢＳ以上であれば、同様の効果を奏する。

【0018】

実施の形態２．
図３は実施の形態２における回転子を示す一部断面平面図である。本実施の形態においては、回転電機をリラクタンスモータとして使用した場合、回転子コア３１に入るリラクタンストルクを発生させるための磁束が、孔部３３により阻害されないようにして、高いトルクを得ることができるようにしたものである。図４は一般的なリラクタンスモータの原理を説明するための図であり、説明を簡単にするために固定子及び回転子を直線状に描いているが、実際は円形状に形成されている。図４において、固定子１００からの回転磁界による磁束が回転子１０１に流れ、これにより回転子１０１に形成された凸部１０２に磁力が発生し、回転子１０１が回転する。その際凸部１０２と凸部１０２の間の上部に板状物体１０３が存在してもリラクタンスモータとして動作することが判っている。そして図３において、６０で示された部分が凸部１０２に該当し、孔部３３が凹部１０４に該当する。

【0019】

そして本実施の形態においては、回転子コア３１の最外周から孔部３３の最短距離Ｅと、永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに近い角部３５Ｄ同士を結んだ線と孔部３３との最短距離Ｆとの和（Ｅ＋Ｆ）は、永久磁石３２の最外周に位置する角部３５Ｈ同士の間の距離Ｇの２分の１である。即ち図３において、２×（Ｅ＋Ｆ）＝Ｇなる関係式が成立している。
このように構成することにより、Ｖ字型であり帯状に配置された一対の永久磁石３２の外周側にある回転子コア３１に入るリラクタンストルクを発生させるための磁束が、孔部３３により阻害されないので、大きなリラクタンストルクを得ることができる。即ち図５に示すように、（Ｅ＋Ｆ）＝Ｇ／２となるよう設計されているので、Ｇ／２の範囲に入る固定子からの磁束が全て回転子コア３１側を通過することになるので、大きなリラクタンストルクを得ることができる。更に図３に示すように、孔部３３の外周側に内周側に向けて凸状となる円弧形状３３Ａを設けることにより、固定子からの磁束をより多く通過させることができる。

【0020】

なお、本実施の形態において、回転子コア３１の外周から孔部３３の最短距離Ｅと、永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに近い角部３５Ｄ同士を結んだ線と孔部３３との最短距離Ｆとの和（Ｅ＋Ｆ）は、永久磁石３２の最外周に位置する角部３５Ｈ同士の間の距離Ｇの２分の１であるとしたが、（Ｅ＋Ｆ）は大きければ大きいほどより多くの磁束を通し易いので、距離Ｇの２分の１以上に設計すれば同様の効果を奏する。

【0021】

図６は図３と同様の図であり、実施の形態２における回転子を示す一部断面平面図である。実施の形態１と同様、永久磁石３２は２つに分断された磁石スロット３５にそれぞれ挿入されている。永久磁石３２の残留磁束密度をＢｒとすると、磁石スロット３５と孔部３３の距離は、永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａに最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿って、距離がＤｂｉ／ＢｒのＸ１点よりも径方向外側に距離ｍ１の点で最小であり、そこでの磁石スロット３５と孔部３３の距離は、実施の形態１と同様Ｄｂｉ／２よりも大きく、Ｂｒ×ｍ１／２より大きくなるよう構成する。永久磁石３２と孔部３３との間の距離は、距離ｍ１の点で最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、かつ径方向内側に行くに従って徐々に広がっていく。永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ１点から距離ｍ１の点での孔部３３と永久磁石３２との距離ｄ１はＢｒ×ｍ／２とＤｂｉ／２の大きい方よりも大きい。その他の構成は実施の形態１と同様である。このような構成においても、実施の形態１と同様に漏れ磁束を低減することができるとともに、遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。

【0022】

実施の形態３．
図７は実施の形態３における回転子を示す一部断面平面図である。本実施の形態においては、実施の形態２と同様、回転電機をリラクタンスモータとして使用した場合、回転子コア３１に入るリラクタンストルクを発生させるための磁束が、孔部３３により阻害されないようにして、高いトルクを得ることができるようにしたものである。
図７に示すように、回転子コア３１の外周から孔部３３の距離Ｊは、永久磁石３２の最外周に位置する角部３５Ｈ同士の間の距離Ｉの２分の１になるよう構成する。その他の構成は実施の形態２と同様である。

【0023】

回転子コア３１の外周から孔部３３の距離Ｊは、永久磁石３２の最外周に位置する角部３５Ｈ同士の間の距離Ｉの２分の１であるため、実施の形態２と同様、Ｖ字型かつ帯状に配置された永久磁石３２の外周側にある回転子コア３１に入るリラクタンストルクを発生させるための磁束が、孔部３３により阻害されないので、高いトルクを得ることができる。
なお実施の形態３において、回転子コア３１の外周から孔部３３の距離Ｊは、永久磁石３２の最外周に位置する角部３５Ｈ同士の間の距離Ｉの２分の１であるとしたが、距離Ｊは大きければ大きいほど多くの磁束を通すことができるので、２分の１以上であれば同様の効果を奏する。

【0024】

実施の形態４．
図８は実施の形態４における回転子を示す一部断面平面図である。
図８に示すように、孔部３３の周方向中心から回転子コア３１の外周の間に径方向外側に向かって貫通するスリット部５０を設ける。リラクタンストルクを生じさせる磁束が少なくなるのを防止するため、スリット部５０の幅は孔部３３と回転子コア３１の外周との間の距離に比べて小さくなるよう構成される。その他の構成は実施の形態３と同様である。
このような構成においても実施の形態３と同様、回転子コア３１に入るリラクタンストルクを発生させるための磁束が、孔部３３により阻害されないようにして、高いトルクを得ることができる。

【0025】

またスリット部５０が回転子コア３１の外周付近に発生する、遠心力によるフープ応力（円周の接線方向に作用する引っ張り応力）を切るため、外周ブリッジ部Ｂに発生する遠心力を低減することができ、外周ブリッジ部Ｂにおける幅を低減でき、従って漏れ磁束を低減することができる。またスリット部５０が一対の永久磁石３２の中心部分にあるため、遠心力による応力の偏りが発生せず、バランスよく漏れ磁束を低減することができる。

【0026】

実施の形態５．
図９は実施の形態５における回転子を示す一部断面平面図である。
図９に示すように、回転子３０においては、シャフト５に圧入などで固定された回転子コア３１と、回転子コア３１にバスタブ状であって帯状に配置された３つの磁石スロット３５と、磁石スロット３５に挿入された永久磁石３２と、磁石スロット３５の径方向外側に設けられた孔部３３により構成される。磁石スロット３５は回転子コア３１において３つに分けられており、磁石スロット３５を分断している２つの回転子コア３１部分を中央ブリッジ部Ａ１と呼ぶ。この磁石スロット３５を分断している回転子コア３１の２つの中央ブリッジ部Ａ１の最小部分の幅はＤｂｉである。本実施形態においては、実施の形態１と異なり幅Ｄｂｉの最小部分が２つ存在する。

【0027】

永久磁石３２は３つに分断された磁石スロット３５にそれぞれ挿入されている。そして実施の形態１と同様、永久磁石３２の残留磁束密度をＢｒとすると、Ｖ字型に配置された両サイドの磁石スロット３５と孔部３３の距離は、両サイドの永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａ１に最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿って、距離がＤｂｉ／ＢｒのＸ点で最小となり、更にその距離はＤｂｉとなる。本実施形態においては、実施の形態１と異なり幅Ｄｂｉの中央ブリッジ部Ａ１が２つ存在するので、距離はＤｂｉ／２とはならず、Ｄｂｉとなる。更に実施の形態１と同様、両サイドの永久磁石３２と孔部３３の距離は、点Ｘでの距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２の半径方向外側に向かう辺にそってＸ点から距離ｍの点での孔部３３と永久磁石３２との距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２である。上記構造の原理は実施の形態１で説明したものと同様である。

【0028】

更に実施の形態３と同様、回転子コア３１の外周から孔部３３の距離は、両サイドの永久磁石３２の最外周に位置する角部３５Ｈ同士の間の距離の２分の１になるよう構成されている。更にＶ字型に配置された両サイドの磁石スロット３５の間であって孔部３３の内周側には中央磁石スロット３５Ｎが設けられ、中央磁石スロット３５Ｎには中央永久磁石３２Ａが挿入されている。そして中央永久磁石３２Ａが挿入された中央磁石スロット３５Ｎと孔部３３の距離は、中央永久磁石３２Ａの中央部で最小であり、その距離はＤｂｉである。
回転子コア３１の外周から孔部３３の最短距離Ｋは、両サイドの永久磁石３２の最外周角部と回転子コア３１の外周との間の距離と等しく、最短距離になる位置は孔部３３の中心から周方向に離れた位置であり、回転子コア３１の外周から孔部３３までの距離は、中心に向かって徐々に大きくなる。これによりリラクタンストルクを増加させることができる。

【0029】

以上のように、両サイドの永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａ１に最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において、両サイドの永久磁石３２と孔部３３の距離は最小となり、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２の径方向外側に向かう辺にそって点Ｘから距離ｍの点での孔部３３と永久磁石３２との距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２であるように形成する。従って実施の形態１と同様、永久磁石３２の出す磁束を阻害せずに孔部３３を設けることができる。更に回転子コア３１における永久磁石３２の外周側のコア重量を軽減することにより、遠心力を低減することができる。更に中央ブリッジ部Ａ１および外周ブリッジ部の幅を低減することができるので、漏れ磁束を低減することができる。

【0030】

永久磁石３２の中央ブリッジ部Ａ１に最も近い角部３５Ｄから永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において永久磁石３２と孔部３３の間の距離は最小であり、その距離はＤｂｉである。従って永久磁石３２と孔部３３の間の回転子コア３１に発生する遠心力による応力は、中央ブリッジ部Ａ１に発生する遠心力による応力と同等であり、遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。
更に回転子コア３１の外周から孔部３３までの最短距離Ｋは、両サイドの永久磁石３２の最外周角部３５Ｈと回転子コア３１の外周との距離と等しく、最短距離になる位置は孔部３３の中心から周方向に離れた位置にあり、回転子コア３１の外周から孔部３３までの距離は、中心に向かって徐々に大きくなる。

【0031】

従って回転子コア３１の孔部３３の外周側に発生する遠心力による応力は、回転子コア３１の外周ブリッジ部に発生する応力と同等であり、遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。また永久磁石３２の最外周角部３５Ｈよりも孔部３３の最外周位置３３Ｄが内周側にあるため、永久磁石３２と孔部３３との間の磁路の外周側の開口幅を大きく取ることができ、リラクタンストルクを発生させるための磁束を多く導入することが出来、トルクを大きくすることができる。さらに回転子コア３１の外周から孔部３３の最短距離Ｋは孔部３３の中心から周方向に離れた位置に存在し、回転子コア３１の外周から孔部３３までの距離は、中心に向かって徐々に大きくなる。従って回転子コア３１の外周から孔部３３の間にある回転子コア３１において、リラクタンストルクを発生させるための磁束を多く導入することが出来、リラクタンストルクを大きくし、高いトルクを得ることができる。

【0032】

なお本実施の形態においても、実施の形態１と同様、Ｘ点における永久磁石３２と孔部３３の距離はＤｂｉ以上であれば同様の効果を奏する。また、永久磁石３２の径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と永久磁石３２との距離ｄは、Ｂｒ×ｍ／２（Ｂｒ×ｍ／ＢＳ）以上であれば、同様の効果を奏する。更に図９に示した構成に実施の形態４で示したスリット部５０を設けても良い。

【0033】

実施の形態６．
図１０は実施の形態６における回転子を示す一部断面平面図である。
図１０に示すように、回転子３０は、シャフト５に圧入などで固定された回転子コア３１を有する。そして回転子コア３１には、外周側と内周側とにおいて２層を構成するように、Ｖ字型かつ帯状に配置された外周側磁石スロットおよび内周側磁石スロットを有している。即ち回転子コア３１には、内周側磁石スロット３５ａ（第１内周側磁石スロット）と、内周側磁石スロット３５ａに挿入された内周側永久磁石３２ａ（第１内周側永久磁石）と、外周側磁石スロット３５ｂと、外周側磁石スロット３５ｂに挿入された外周側永久磁石３２ｂとを有している。更に回転子コア３１には、Ｖ字型であり帯状に配置された外周側磁石スロット３５ｂの径方向外側に設けられた孔部３３が設けられている。
このように磁石を多層化することによりリラクタンストルクが発生し易くなるため、高トルク化が可能になる。磁石を１層から２層にすると、１層目と２層目の間に新たな磁路が生じる。この磁路はｄｑ座標系におけるｑ軸磁路に相当するもので、ｑ軸磁束が通るため、ｑ軸インダクタンスが増加する。リラクタンストルクはｄ軸インダクタンスとｑ軸インダクタンスの突極性によって発生するため、ｑ軸インダクタンスが大きくなるとリラクタンストルクが増加する。したがって、多層化することで高トルク化がし易くなる。
一方、磁石を多層化した場合、磁束が通る回転子内の鉄心の量が減るため、磁気飽和もし易くなる。とりわけ、図１０に示す外周側永久磁石３２ｂと回転子３０の外周との間に存在する鉄心（図１０における点線Ｚで囲われた部分）が少なくなるので、２層化する前より磁気飽和はし易くなる。しかし、本実施の形態に示しているように、孔部３３を形成することにより上述の箇所も磁気飽和させずに軽量化が可能となるため、ブリッジ部の幅を減らすことができ、漏れ磁束を低減できるので、高トルク化が可能となる。

【0034】

回転子コア３１は薄板鋼板を軸方向に積層して構成されている。Ｖ字型であり帯状に配置された内周側磁石スロット３５ａおよび外周側磁石スロット３５ｂは、回転子コア３１で２つに分けられており、内周側磁石スロット３５ａおよび外周側磁石スロット３５ｂを分断している回転子コア３１をそれぞれ内周側中央ブリッジ部Ａ３、外周側中央ブリッジ部Ａ４と呼ぶ。そして外周側磁石スロット３５ｂを分断している回転子コア３１の外周側中央ブリッジ部Ａ４の最小部分の幅はＤｂｉである。内周側永久磁石３２ａおよび外周側永久磁石３２ｂは２つに分断された内周側磁石スロット３５ａおよび外周側磁石スロット３５ｂにそれぞれ挿入されている。

【0035】

外周側永久磁石３２ｂの残留磁束密度をＢｒとすると、実施の形態１の場合と同様に、外周側磁石スロット３５ｂと孔部３３との間の距離は、外周側永久磁石３２ｂの外周側中央ブリッジ部Ａ４に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において最小であり、その距離はＤｂｉ／２である。外周側永久磁石３２ｂと孔部３３との間の距離は、Ｘ点における距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と外周側永久磁石３２ｂとの距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２である。
また、実施の形態３と同様、回転子コア３１の外周から孔部３３との間の距離は、外周側永久磁石３２ｂの最外周角部同士の距離の２分の１となっている。

【0036】

以上のように、外周側永久磁石３２ｂの外周側中央ブリッジ部Ａ４に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において、外周側永久磁石３２ｂと孔部３３の距離は最小となり、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と外周側永久磁石３２ｂとの距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２となるよう構成する。従って実施の形態１の場合と同様に、外周側永久磁石３２ｂの出す磁束を阻害せずに孔部３３を設けることができる。更に回転子コア３１における外周側永久磁石３２ｂの外周側のコア重量を軽減することができ、遠心力を低減することができる。更に中央ブリッジ部および外周ブリッジ部の幅を低減することができ、漏れ磁束を低減することができる。

【0037】

更に実施の形態１と同様、外周側永久磁石３２ｂの外周側中央ブリッジ部Ａ４に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において外周側永久磁石３２ｂと孔部３３の距離は最小となり、その距離はＤｂｉ／２である。従って外周側永久磁石３２ｂと孔部３３の間の回転子コア３１に発生する遠心力による応力は、外周側中央ブリッジ部Ａ４に発生する応力と同等であり、遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。
又実施の形態３と同様、回転子コア３１の外周から孔部３３との間の距離は、外周側永久磁石３２ｂの最外周側角部同士の距離の２分の１よりも大きいため、回転子コア３１のＶ字型であり、帯状に配置された外周側磁石スロット３５ｂよりも径方向外周側で発生するリラクタンストルクに関与する磁束を阻害しないため、トルクを大きくすることができる。

【0038】

なお実施の形態６において、外周側永久磁石３２ｂの残留磁束密度をＢｒとすると、外周側磁石スロット３５ｂと孔部３３の距離は、外周側永久磁石３２ｂの外周側中央ブリッジ部Ａ４に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿って、距離がＤｂｉ／ＢｒのＸ点で最小であり、かつその距離はＤｂｉ／２であるとした。更に外周側永久磁石３２ｂと孔部３３の距離は、Ｘ点での距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点において孔部３３と外周側永久磁石３２ｂとの距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２であるとした。但しＸ点における外周側永久磁石３２ｂと孔部３３の距離ｄは、Ｄｂｉ／２以上であれば遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。

【0039】

また外周側永久磁石３２ｂの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と外周側永久磁石３２ｂとの距離ｄはＢｒ×ｍ／２以上であれば、永久磁石３２の出す磁束を阻害せずに孔部３３を設けることができる。
また、外周側磁石スロット３５ｂには外周側永久磁石３２ｂが挿入されるものとしたが、外周側永久磁石３２ｂを挿入せずに、外周側磁石スロット３５ｂのみを設けてもよい。
この場合、外周側永久磁石３２ｂのＢｒは０であるものと考えてよく、Ｘ点においては、外周側磁石スロット３５ｂと孔部３３の距離は無限大の位置となるが、外周側永久磁石３２ｂと孔部３３の距離は、全ての点で、Ｄｂｉ／２以上、かつＢｒ×ｍ／２の条件を満たすこととなるので、結果として外周側磁石スロット３５ｂと孔部３３の距離はＤｂｉ／２以上であればよいこととなる。
尚内周側磁石スロット３５ａと、内周側磁石スロット３５ａに挿入された内周側永久磁石３２ａについてはどのような構造であってもよい。

【0040】

実施の形態７．
図１１は実施の形態７における回転子を示す一部断面平面図である。
図１１に示すように、回転子３０は、シャフト５に圧入などで固定された回転子コア３１と、回転子コア３１に周方向において非対称に構成されたＶ字型であり帯状に配置された磁石スロット３５ｃ及び磁石スロット３５ｄにより構成されている。更に回転子３０は、磁石スロット３５ｃ及び磁石スロット３５ｄにそれぞれ挿入された永久磁石３２ｃ、永久磁石３２ｄと、磁石スロット３５ｃ及び磁石スロット３５ｄの径方向外側に設けられた孔部３３により構成される。

【0041】

回転子コア３１は、薄板鋼板を軸方向に積層して構成されている。磁石スロット３５ｃと磁石スロット３５ｄを分断している回転子コア３１の部分を中央ブリッジ部Ａ５と呼ぶ。中央ブリッジ部Ａ５における最小部分の幅はＤｂｉである。永久磁石３２ｃ、永久磁石３２ｄは長手方向における寸法が異なる。これにより一方向（図１１では反時計方向）に回転するときのトルクを大きくすることができる。即ち図１１において、回転子コア３１における３１Ｍ部分の面積が小さくなるので、この部分に磁束が集中し易くなり、反時計方向の回転に有利となる。永久磁石３２ｃ、永久磁石３２ｄの残留磁束密度をＢｒとすると、磁石スロット３５ｃと孔部３３との間の距離および磁石スロット３５ｄと孔部３３との間の距離は、実施の形態１の場合と同様に構成される。即ち、磁石スロット３５ｃと孔部３３の距離は、永久磁石３２ｃの中央ブリッジ部Ａ５に最も近い角部から永久磁石３２ｃの径方向外側に向かう辺に沿って、距離がＤｂｉ／ＢｒのＸａ点において最小であり、その距離はＤｂｉ／２である。更に磁石スロット３５ｄと孔部３３の距離は永久磁石３２ｄの中央ブリッジ部Ａ５に最も近い角部から永久磁石３２ｄの径方向外側に向かう辺に沿って、距離がＤｂｉ／ＢｒのＸｂ点において最小であり、その距離はＤｂｉ／２である。

【0042】

永久磁石３２ｃと孔部３３の距離は、Ｘａ点における距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２ｃの径方向外側に向かう辺に沿うＸａ点から距離ｍａの点での孔部３３と永久磁石３２ｃとの距離ｄａは、ｄａ＝Ｂｒ×ｍ／２である。更に永久磁石３２ｄと孔部３３の距離は、Ｘｂ点における距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、永久磁石３２ｄの径方向外側に向かう辺に沿うＸｂ点から距離ｍｂの点での孔部３３と永久磁石３２ｄとの距離ｄｂはｄｂ＝Ｂｒ×ｍ／２である。

【0043】

また、実施の形態３と同様、回転子コア３１の外周から孔部３３の距離は、永久磁石３２ｃ及び永久磁石３２ｄの最外周に位置する角部同士の間の距離の２分の１である。これによりリラクタンストルクに関与する磁束が阻害されないため、トルクを大きくすることができる。
更に孔部３３の周方向中心から回転子コア３１の外周の間に径方向外側に向かって貫通するスリット部５０を設ける。そしてスリット部５０の幅は孔部３３と回転子コア３１の外周部との間の距離に比べて小さい。

【0044】

図１１においては、永久磁石３２ｃと永久磁石３２ｄは長手方向の寸法が異なり、その他の構成は同じとした。しかし長手方向の寸法だけではなく、短手方向の寸法または残留磁束密度Ｂｒが異なってもよい。また、長手方向の寸法、短手方向の寸法、残留磁束密度Ｂｒが同じで、磁石スロット３５ｃと磁石スロット３５ｄの傾きを半径方向の中心線Ｑに対して非対称に構成してもよい。逆に磁石スロット３５ｃと磁石スロット３５ｄの傾きが半径方向の中心線Ｑに対して対称に構成し、長手方向の寸法、短手方向の寸法、残留磁束密度Ｂｒのいずれか１つまたは全てが異なるよう構成してもよい。また磁石スロット３５ｃと磁石スロット３５ｄの傾きが、半径方向の中心線Ｑに対して対称であり、永久磁石３２ｃと永久磁石３２ｄの長手方向の寸法、短手方向の寸法および残留磁束密度Ｂｒが同じで、スリット部５０を半径方向の中心線Ｑに対して角度を持たせるよう傾斜させてもよい。このような構成においても、一方向に回転するときのトルクを大きくすることができる。またスリット部５０を半径方向の中心線Ｑに対して角度をもたせるよう傾斜し、反時計回り方向に傾いているため、反時計回りの方向に回転する際の回転方向進み側に磁束を集中しやすく、この方向に対するトルクを向上することができる。更に孔部３３を半径方向の中心線Ｑに対して非対称になるよう構成してもよい。

【0045】

実施の形態８．
図１２は実施の形態８における回転子を示す一部断面平面図である。
図１２に示すように、回転子３０は、シャフト５に圧入などで固定された回転子コア３１を有する。そして回転子コア３１には、内周側にバスタブ状であって帯状に配置された３つの内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈ（第２内周側磁石スロット）と、内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈに挿入された内周側永久磁石３２ｆ、３２ｇ、３２ｈ（第２内周側永久磁石）と、外周側にＶ字型かつ帯状に配置された外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊと、外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊに挿入された外周側永久磁石３２ｉ、３２ｊを有する。ここで、図１２に示すように、バスタブ状とはＶ字型に配置された内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｈのＶ字型の中心にさらに内周側磁石スロット３５ｇを配置し、３個の内周側磁石スロットがＵ字型に配置された形状をいう。なお、図１２では内周側に３個の内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈがＵ字型に配置された形状であるが、バスタブ状は３個の磁石スロットに限定されず、３個以上の磁石スロットがＵ字型に配置された形状であってもよい。更に回転子コア３１には、Ｖ字型であり帯状に配置された外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊの径方向外側に孔部３３が設けられている。
このように内周側に３個の内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈをＵ字型に配置することにより、実施の形態６と同様の効果を奏するとともに、永久磁石をＶ字型ではなくバスタブ状（Ｕ字型）に３つに分割することで、１層目と２層目の間のｑ軸磁束が通る余分な鉄心を減らすことができるため、ブリッジ部の幅を減らすことが可能となる。ブリッジ部の幅を減らすことができれば、漏れ磁束も減らすことができるため、高トルク化が可能となる。

【0046】

回転子コア３１は薄板鋼板を軸方向に積層して構成されている。バスタブ状であって帯状に配置された内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈは回転子コア３１において３つに分けられており、Ｖ字型であり帯状に配置された外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊは回転子コア３１で２つに分けられている。そして内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈおよび外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊを分断している回転子コア３１部分をそれぞれ内周側中央ブリッジ部Ａ６、外周側中央ブリッジ部Ａ７と呼ぶ。そして外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊを分断している回転子コア３１の外周側中央ブリッジ部Ａ７の最小部分の幅はＤｂｉである。内周側永久磁石３２ｆ、３２ｇ、３２ｈは３つに分断された内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈにそれぞれ挿入されており、外周側永久磁石３２ｉ、３２ｊは２つに分断された外周側磁石スロット３５ｉ、３５ｊにそれぞれ挿入されている。

【0047】

外周側永久磁石３２ｉの残留磁束密度をＢｒとすると、実施の形態１の場合と同様に、外周側磁石スロット３５ｉと孔部３３との間の距離は、外周側永久磁石３２ｉの外周側中央ブリッジ部Ａ７に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において最小であり、その距離はＤｂｉ／２である。外周側永久磁石３２ｉと孔部３３との間の距離は、Ｘ点における距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と外周側永久磁石３２ｉとの距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２である。
また、実施の形態３と同様、回転子コア３１の外周から孔部３３との間の距離は、外周側永久磁石３２ｉ、３２ｊの最外周角部同士の距離の２分の１となっている。

【0048】

以上のように、外周側永久磁石３２ｉの外周側中央ブリッジ部Ａ７に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において、外周側永久磁石３２ｉと孔部３３の距離は最小となり、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と外周側永久磁石３２ｉとの距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２となるよう構成する。従って実施の形態１の場合と同様に、外周側永久磁石３２ｉの出す磁束を阻害せずに孔部３３を設けることができる。更に回転子コア３１における外周側永久磁石３２ｉの外周側のコア重量を軽減することができ、遠心力を低減することができる。更に中央ブリッジ部および外周ブリッジ部の幅を低減することができ、漏れ磁束を低減することができる。

【0049】

更に実施の形態１と同様、外周側永久磁石３２ｉの外周側中央ブリッジ部Ａ７に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点において外周側永久磁石３２ｉと孔部３３の距離は最小となり、その距離はＤｂｉ／２である。従って外周側永久磁石３２ｉと孔部３３の間の回転子コア３１に発生する遠心力による応力は、外周側中央ブリッジ部Ａ７に発生する応力と同等であり、遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。
又実施の形態３と同様、回転子コア３１の外周から孔部３３との間の距離は、外周側永久磁石３２ｉの最外周側角部同士の距離の２分の１よりも大きいため、回転子コア３１においてＶ字型であり、帯状に配置された外周側磁石スロット３５ｉよりも径方向外周側で発生するリラクタンストルクに関与する磁束を阻害しないため、トルクを大きくすることができる。

【0050】

なお実施の形態８において、外周側永久磁石３２ｉの残留磁束密度をＢｒとすると、外周側磁石スロット３５ｉと孔部３３の距離は、外周側永久磁石３２ｉの外周側中央ブリッジ部Ａ７に最も近い角部から外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿って、距離がＤｂｉ／ＢｒのＸ点で最小であり、かつその距離はＤｂｉ／２であるとした。更に外周側永久磁石３２ｉと孔部３３の距離は、Ｘ点での距離を最小として、径方向外側に行くに従って徐々に広がっていき、外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点において孔部３３と外周側永久磁石３２ｉとの距離ｄはｄ＝Ｂｒ×ｍ／２であるとした。但しＸ点における外周側永久磁石３２ｉと孔部３３の距離は、Ｄｂｉ／２以上であれば遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができる。又このことはｄ≧Ｄｂｉ／２であれば遠心力による回転子コア３１の破壊を防ぐことができるということになる。

【0051】

また外周側永久磁石３２ｉの径方向外側に向かう辺に沿うＸ点から距離ｍの点での孔部３３と外周側永久磁石３２ｉとの距離ｄはＢｒ×ｍ／２以上であれば、永久磁石３２の出す磁束を阻害せずに孔部３３を設けることができる。
また、外周側磁石スロット３５ｉには外周側永久磁石３２ｉが挿入されるものとしたが、外周側永久磁石３２ｉを挿入せずに、外周側磁石スロット３５ｉのみを設けてもよい。この場合、外周側永久磁石３２ｉのＢｒは０であるものと考えてよく、Ｘ点においては、外周側磁石スロット３５ｉと孔部３３の距離は無限大の位置となるが、外周側永久磁石３２ｉと孔部３３の距離は、全ての点で、Ｄｂｉ／２以上、かつＢｒ×ｍ／２の条件を満たすこととなるので、結果として外周側磁石スロット３５ｉと孔部３３の距離はＤｂｉ／２以上であればよいこととなる。
尚内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈと、内周側磁石スロット３５ｆ、３５ｇ、３５ｈに挿入された内周側永久磁石３２ｆ、３２ｇ、３２ｈについてはどのような構造であってもよい。

【0052】

上記実施の形態１から８において、永久磁石３２は、方形断面を有するものとして説明したが、角部をＲ（円弧状）に面取りし、もしくはＣ面（直角二等辺三角形で切り取る）に面取りされていてもよい。その場合、上記説明の角部は方形断面を有すると仮定した場合の仮想角部とするとよい。
上記実施の形態１から８において、１つの孔部３３を設けた場合を説明したが、孔部を複数に分割してもよい。その場合全ての孔部は、孔部が１つであるとした上記実施の形態１から８の孔部３３に内包される位置に配置される。
上記実施の形態１から８において、永久磁石と孔部との間の距離は径方向外側に行くに従い単調に増加する場合について説明したが、部分的に平行であっても良く、あるいは孔部３３に凹凸をつけて非単調に増加するようにしてもよい。
上記実施の形態４、７で、スリット部５０は孔部３３に至るまで貫通した場合を示したが、回転子コア３１により途中分断されていてもよい。
更に上記実施の形態１から８において、固定子コイルの巻線方法は分布巻でも集中巻でもよい。

【0053】

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

【符号の説明】

【0054】

５ シャフト、２０ 固定子、３０ 回転子、３１ 回転子コア、３２ 永久磁石、３５ 磁石スロット、３３ 孔部、５０ スリット部。

【要約】

回転子（３０）はシャフト（５）に固定された回転子コア（３１）と、回転子コア（３１）に径方向外側に向かって互いに遠ざかるようにＶ字型に配置された一対の磁石スロット（３５）と、各磁石スロット（３５）に挿入された永久磁石（３２）と、各磁石スロット（３５）の径方向外側に設けられた孔部（３３）により構成され、永久磁石（３２）と孔部（３３）の間の距離は、径方向外側に行くに従って大きくなるよう構成するとともに、回転子コア（３１）の外周から孔部（３３）との間の距離は各磁石スロット（３５）と回転子コア（３１）の外周との間の距離以上になるよう構成する。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】