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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024005784
(43)【公開日】2024-01-17
(54)【発明の名称】回転子およびその回転子を備えたモータ
(51)【国際特許分類】
H02K 1/22 20060101AFI20240110BHJP
【ＦＩ】
H02K1/22 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】12
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022106153
(22)【出願日】2022-06-30
(71)【出願人】
【識別番号】598076591
【氏名又は名称】東芝インフラシステムズ株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】513296958
【氏名又は名称】東芝産業機器システム株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001737
【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】竹内 活徳
(72)【発明者】
【氏名】松下 真琴
(72)【発明者】
【氏名】山本 雄司
(72)【発明者】
【氏名】森林 諒伍
【テーマコード（参考）】
5H601
【Ｆターム（参考）】
5H601AA29
5H601CC01
5H601CC15
5H601DD01
5H601DD11
5H601GA24
5H601GA25
(57)【要約】
【課題】リラクタンストルクを十分に活用することができ、これにより永久磁石の量を少なく抑えながらモータトルクの向上が図れる回転子およびその回転子を備えたモータを提供する。
【解決手段】回転子は、回転中心を有する回転子鉄心と、この回転子鉄心の外周面の内側にその外周面に沿って設けられた複数のスロットと、この各スロットに収容された複数の導電体と、前記回転子鉄心の前記回転中心の周りに設けられた複数の磁石収容領域と、この各磁石収容領域に収容され、前記回転子鉄心の円周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、前記回転子鉄心の前記各磁極において、前記各スロットのうち所定のスロットと前記各磁石収容領域との間に位置する複数の磁気空隙と、を備える。前記各磁極における前記磁石収容領域および前記磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロットおよび前記永久磁石と共に、隣接する磁極との境界に沿って磁路を規定するフラックスバリアバンドを形成している。
【選択図】図１
【解決手段】回転子は、回転中心を有する回転子鉄心と、この回転子鉄心の外周面の内側にその外周面に沿って設けられた複数のスロットと、この各スロットに収容された複数の導電体と、前記回転子鉄心の前記回転中心の周りに設けられた複数の磁石収容領域と、この各磁石収容領域に収容され、前記回転子鉄心の円周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、前記回転子鉄心の前記各磁極において、前記各スロットのうち所定のスロットと前記各磁石収容領域との間に位置する複数の磁気空隙と、を備える。前記各磁極における前記磁石収容領域および前記磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロットおよび前記永久磁石と共に、隣接する磁極との境界に沿って磁路を規定するフラックスバリアバンドを形成している。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
電機子巻線を有する固定子の内側に回転自在に設けられる回転子であって、
回転中心を有する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心の外周面の内側にその外周面に沿って設けられた複数のスロットと、
前記各スロットに収容された複数の導電体と、
前記回転子鉄心の前記回転中心の周りに設けられた複数の磁石収容領域と、
前記各磁石収容領域に収容され、前記回転子鉄心の円周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、
前記回転子鉄心の前記各磁極において、前記各スロットのうち所定のスロットと前記各磁石収容領域との間に位置する複数の磁気空隙と、
を備え、
前記各磁極における前記磁石収容領域および前記磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロットおよび前記永久磁石と共に、隣接する磁極との境界に沿って磁路を規定するフラックスバリアバンドを形成している、
回転子。
回転中心を有する回転子鉄心と、
前記回転子鉄心の外周面の内側にその外周面に沿って設けられた複数のスロットと、
前記各スロットに収容された複数の導電体と、
前記回転子鉄心の前記回転中心の周りに設けられた複数の磁石収容領域と、
前記各磁石収容領域に収容され、前記回転子鉄心の円周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、
前記回転子鉄心の前記各磁極において、前記各スロットのうち所定のスロットと前記各磁石収容領域との間に位置する複数の磁気空隙と、
を備え、
前記各磁極における前記磁石収容領域および前記磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロットおよび前記永久磁石と共に、隣接する磁極との境界に沿って磁路を規定するフラックスバリアバンドを形成している、
回転子。
【請求項2】
前記回転子鉄心の前記回転中心に設けられる回転軸が磁性体である、
請求項１に記載の回転子。
請求項１に記載の回転子。
【請求項3】
前記回転子鉄心は、前記回転中心の部分に前記回転軸が通る内孔を有し、
前記各磁石収容領域は、前記内孔の内周面との間に所定の大きさの間隙を有する、
請求項２に記載の回転子。
前記各磁石収容領域は、前記内孔の内周面との間に所定の大きさの間隙を有する、
請求項２に記載の回転子。
【請求項4】
前記回転子鉄心は、前記外周面と前記各スロットとの間に位置するトップブリッジ部を備え、
前記各磁石収容領域は、前記各磁極において、前記回転中心からそれぞれの磁極の前記円周方向における中心を通って径方向に延びる磁極中心軸と直交する状態に設けられ、その磁極中心軸を境とする一方の側に位置する一端部および同磁極中心軸を境とする他方の側に位置する他端部を含み、
前記各磁気空隙は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記磁石収容領域の前記一端部との間に位置する第１磁気空隙、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記磁石収容領域の前記他端部との間に位置する第２磁気空隙を含み、
前記各磁極における前記磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項１に記載の回転子。
前記各磁石収容領域は、前記各磁極において、前記回転中心からそれぞれの磁極の前記円周方向における中心を通って径方向に延びる磁極中心軸と直交する状態に設けられ、その磁極中心軸を境とする一方の側に位置する一端部および同磁極中心軸を境とする他方の側に位置する他端部を含み、
前記各磁気空隙は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記磁石収容領域の前記一端部との間に位置する第１磁気空隙、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記磁石収容領域の前記他端部との間に位置する第２磁気空隙を含み、
前記各磁極における前記磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項１に記載の回転子。
【請求項5】
前記回転子鉄心は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁気空隙との間に位置する第１サイドブリッジ部、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁気空隙との間に位置する第２サイドブリッジ部を備え、
前記各磁極における前記第１磁石収容領域，前記第２磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部、それぞれの磁極における前記第１サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記第２サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項４に記載の回転子。
前記各磁極における前記第１磁石収容領域，前記第２磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部、それぞれの磁極における前記第１サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記第２サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項４に記載の回転子。
【請求項6】
前記回転子鉄心は、前記外周面と前記各スロットとの間に位置するトップブリッジ部を備え、
前記各磁石収容領域は、前記各磁極において、前記回転中心からそれぞれの磁極の前記円周方向における中心を通って径方向に延びる磁極中心軸を境とする一方の側と他方の側に分かれて位置する第１磁石収容領域および第２磁石収容領域を含み、
前記各磁気空隙は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁石収容領域との間に位置する第１磁気空隙、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁石収容領域との間に位置する第２磁気空隙、前記第１磁気収容領域と前記第２磁気収容領域との間に位置する第３磁気空隙を含み、
前記各磁極における前記磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙，前記第３磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項１に記載の回転子。
前記各磁石収容領域は、前記各磁極において、前記回転中心からそれぞれの磁極の前記円周方向における中心を通って径方向に延びる磁極中心軸を境とする一方の側と他方の側に分かれて位置する第１磁石収容領域および第２磁石収容領域を含み、
前記各磁気空隙は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁石収容領域との間に位置する第１磁気空隙、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁石収容領域との間に位置する第２磁気空隙、前記第１磁気収容領域と前記第２磁気収容領域との間に位置する第３磁気空隙を含み、
前記各磁極における前記磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙，前記第３磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項１に記載の回転子。
【請求項7】
前記各磁石収容領域は、前記各磁極において、前記回転中心からそれぞれの磁極の前記円周方向における中心を通って径方向に延びる磁極中心軸を境とする一方の側と他方の側に分かれて位置する第１磁石収容領域および第２磁石収容領域を含み、
前記各磁気空隙は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁石収容領域との間に位置する第１磁気空隙、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁石収容領域との間に位置する第２磁気空隙、前記第１磁石収容領域と前記磁極中心軸との間に位置する第３磁気空隙、前記第２磁石収容領域と前記磁極中心軸との間に位置する第４磁気空隙を含み、
前記回転子鉄心は、前記各磁極において、前記外周面と前記各スロットとの間に位置するトップブリッジ部、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁気空隙との間に位置する第１サイドブリッジ部、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁気空隙との間に位置する第２サイドブリッジ部、前記第３磁気空隙と前記第４磁気空隙との間に位置するセンタブリッジ部を備え、
前記各磁極における前記第１磁石収容領域，前記第２磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙，前記第３磁気空隙，前記第４磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部，それぞれの磁極における前記第１サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記第２サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記センタブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項１に記載の回転子。
前記各磁気空隙は、前記各磁極において、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁石収容領域との間に位置する第１磁気空隙、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁石収容領域との間に位置する第２磁気空隙、前記第１磁石収容領域と前記磁極中心軸との間に位置する第３磁気空隙、前記第２磁石収容領域と前記磁極中心軸との間に位置する第４磁気空隙を含み、
前記回転子鉄心は、前記各磁極において、前記外周面と前記各スロットとの間に位置するトップブリッジ部、前記一方の側に存する前記所定のスロットと前記第１磁気空隙との間に位置する第１サイドブリッジ部、前記他方の側に存する前記所定のスロットと前記第２磁気空隙との間に位置する第２サイドブリッジ部、前記第３磁気空隙と前記第４磁気空隙との間に位置するセンタブリッジ部を備え、
前記各磁極における前記第１磁石収容領域，前記第２磁石収容領域，前記第１磁気空隙，前記第２磁気空隙，前記第３磁気空隙，前記第４磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロット，それぞれの磁極における前記所定のスロットと前記外周面との間に存する前記トップブリッジ部，それぞれの磁極における前記第１サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記第２サイドブリッジ部，それぞれの磁極における前記センタブリッジ部，それぞれの磁極における前記永久磁石と共に、前記フラックスバリアバンドを形成している、
請求項１に記載の回転子。
【請求項8】
前記各磁極において、前記回転中心から前記一方の側に存する前記所定のスロットを通って前記回転子鉄心の径方向に延びる第１径方向線と、前記回転中心から前記他方の側に存する前記所定のスロットを通って前記回転子鉄心の径方向に延びる第２径方向線と、の間の電気的な角度が120°～146.5°である、
請求項４，６，７のいずれか一項に記載の回転子。
請求項４，６，７のいずれか一項に記載の回転子。
【請求項9】
前記所定のスロットは、前記外周面に対向する側の外周側端部が円弧形状または三角形状であり、
前記第１径方向線は、前記回転中心から、前記一方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記外周面に最も近い部位を通って前記回転子鉄心の径方向に延び、
前記第２径方向線は、前記回転中心から、前記他方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記外周面に最も近い部位を通って前記回転子鉄心の径方向に延びる、
請求項８に記載の回転子。
前記第１径方向線は、前記回転中心から、前記一方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記外周面に最も近い部位を通って前記回転子鉄心の径方向に延び、
前記第２径方向線は、前記回転中心から、前記他方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記外周面に最も近い部位を通って前記回転子鉄心の径方向に延びる、
請求項８に記載の回転子。
【請求項10】
前記所定のスロットは、前記外周面に対向する側の外周側端部が、前記外周面に対峙する直線状の端辺を含み、その端辺の両端が前記外周面に近接する矩形状であり、
前記第１径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記一方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延び、
前記第２径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記他方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の両端間の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延びる、
請求項８に記載の回転子。
前記第１径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記一方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延び、
前記第２径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記他方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の両端間の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延びる、
請求項８に記載の回転子。
【請求項11】
前記所定のスロットは、前記外周面に対向する側の外周側端部が、前記外周面と平行に対峙する円弧状の端辺を含み、その端辺の全領域が前記外周面に一定距離で近接する円弧形状であり、
前記第１径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記一方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延び、
前記第２径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記他方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延びる、
請求項８に記載の回転子。
前記第１径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記一方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延び、
前記第２径方向線は、前記回転中心Ｃから、前記他方の側に存する前記所定のスロットの外周側端部のうち前記端辺の中央位置を通って前記回転子鉄心の径方向に延びる、
請求項８に記載の回転子。
【請求項12】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の回転子と、
前記固定子と、
を備えるモータ。
前記固定子と、
を備えるモータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、自己始動形永久磁石モータの回転子およびその回転子を備えたモータに関する。
【背景技術】
【0002】
自己始動形永久磁石モータは、古くから検討されており、例えば特許第4090630号公報（特許文献１）および特開平11-210621号公報（特許文献２）などが関連技術として挙げられる。これらは、既存の誘導モータをベースとし、回転子の回転軸を囲むように複数の永久磁石を埋め込んだだけのもので、埋め込んだ複数の永久磁石とその周りの空孔が回転子の回転軸を横断しようとする磁束を妨げるフラックスバリアとして機能するため、リラクタンストルクに最も寄与するｑ軸磁束をそのフラックスバリアが妨げる構造となっている。複数の永久磁石のそれぞれに隣接する空孔およびその各空孔の相互間に位置するブリッジ部（鉄心部分）は回転子の強度を保つためのものでしかなく，十分な磁束を流すことができない。このため、リラクタンストルクを十分に活用できない。所望のモータトルクを得るためには永久磁石の量を増やさねばならず、その分、永久磁石の材料費が増加してしまうという問題があった。
【0003】
一方、例えば特開2005-6416号公報（特許文献３）に示されるように、同期リラクタンスモータのフラックスバリアを二次導体として用いることで、自己始動形同期リラクタンスモータを構成することもできる。これは、リラクタンストルクによって出力を得るので、永久磁石は不要である。しかしながら、単位体積当たりで得られるリラクタンストルクは磁石トルクより小さく、所望のモータトルクを得ようとすると、モータが大形化してしまうという問題があった。
【0004】
このような背景の中で、例えば特開2007-181305号公報（特許文献４）に示される自己始動形永久磁石同期モータが知られている。これは、回転子に埋設した永久磁石の周方向ピッチを磁極ピッチに対し所定の割り合いに設定することで、モータトルクを向上させてモータ電流を減少させ、これにより効率の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特許第４０９０６３０号公報
【特許文献2】特開平１１－２１０６２１号公報
【特許文献3】特開２００５－６４１６号公報
【特許文献4】特開２００７－１８１３０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
上記特許文献４に記載のものには各永久磁石の相互間に磁石磁束の短絡を防ぐための空孔があり、その空孔は特許文献１，２に記載のものと同じくリラクタンストルクに寄与するｑ軸磁束を妨げる。このため、リラクタンストルクを十分に活用できず、抜本的なトルク向上を実現するためには永久磁石の量を増やさねばならない。
【0007】
本発明の実施形態の目的は、リラクタンストルクを十分に活用することができ、これにより永久磁石の量を少なく抑えながらモータトルクの向上が図れる回転子およびその回転子を備えたモータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明の実施形態の回転子は、電機子巻線を有する固定子の内側に回転自在に設けられるものであって、回転中心を有する回転子鉄心と、この回転子鉄心の外周面の内側にその外周面に沿って設けられた複数のスロットと、この各スロットに収容された複数の導電体と、前記回転子鉄心の前記回転中心の周りに設けられた複数の磁石収容領域と、この各磁石収容領域に収容され、前記回転子鉄心の円周方向に複数の磁極を形成する複数の永久磁石と、前記回転子鉄心の前記各磁極において、前記各スロットのうち所定のスロットと前記各磁石収容領域との間に位置する複数の磁気空隙と、を備える。前記各磁極における前記磁石収容領域および前記磁気空隙は、それぞれの磁極における前記所定のスロットおよび前記永久磁石と共に、隣接する磁極との境界に沿って磁路を規定するフラックスバリアバンドを形成している。
また、本発明の実施形態のモータは、前記回転子および前記固定子を備える。
また、本発明の実施形態のモータは、前記回転子および前記固定子を備える。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、図面を参照しながら、種々の実施形態について説明する。なお、実施形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施形態とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変更することができる。
【0011】
［１］第１実施形態
第１実施形態に係る自己始動形永久磁石モータの横断面を図１に示す。
自己始動形永久磁石モータ１は、図示しない固定枠に支持された環状または円筒状の固定子１０、およびこの回転子１０の内側に回転自在に設けられた回転子２０を備える。以下、自己始動形永久磁石モータ１のことをモータ１と略称する。
第１実施形態に係る自己始動形永久磁石モータの横断面を図１に示す。
自己始動形永久磁石モータ１は、図示しない固定枠に支持された環状または円筒状の固定子１０、およびこの回転子１０の内側に回転自在に設けられた回転子２０を備える。以下、自己始動形永久磁石モータ１のことをモータ１と略称する。
【0012】
固定子１０は、円筒状の固定子鉄心１１、この固定子鉄心１１の内周部に装着された複数の電機子巻線１２を備える。固定子鉄心１１は、磁性材たとえばケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板を多数枚、同芯状に積層して構成されている。固定子鉄心１１の内周部には、各電機子巻線１２を装着するための複数（例えば48個）のスロット１３が形成されている。各スロット１３は、回転子鉄心１１の円周方向に等間隔を置いて並んでいる。各スロット１３は、固定子鉄心１１の内周面に開口し、この内周面から放射方向に延出している。また、各スロット１３は、固定子鉄心１１の軸方向の全長に亘って延在している。各スロット１３の形成に伴い、固定子鉄心１１の内周部に、回転子２０に面する複数（例えば48個）の固定子ティース１４が形成されている。各電機子巻線１２は、各スロット１３に嵌め込まれ、かつ各固定子ティース１４に巻き付けられている。各電機子巻線１２に電流が流れることにより、固定子１０から回転子２０へ向け回転磁界が発生する。
【0013】
回転子２０は、固定子鉄心２１と同軸の回転中心Ｃを中心にして回転する円筒状の回転子鉄心２１、この回転子鉄心２１の外周面２１ａのすぐ内側領域にその外周面２１ａに沿って所定間隔（例えば一定間隔や不等間隔）で連続的に形成された複数のスロット２２、これらスロット２２に収容（嵌合）された複数の導電体２３、回転子鉄心２１の外周面２１ａと各スロット２２との間の細い幅の鉄心部分である複数のトップブリッジ部Ｄ、回転子鉄心２１の回転中心Ｃの周りに設けられた複数たとえば２つの磁石収容領域２４、これら磁石収容領域２４に収容（埋設）された複数たとえば２つの永久磁石２５を含む。各トップブリッジ部Ｄは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されている。
【0014】
各スロット２２の全てに導電体２３を収容する必要はなく、いくつかのスロット２２に導電体２３を収容し、残りのスロット２２には空気や樹脂などの非磁性体を含める構成としてもよい。要は、全てのスロット２２が非磁性体を含む構成であればよい。
【0015】
回転子鉄心２１は、磁性材たとえばケイ素鋼などの円環状の電磁鋼板を多数枚、同芯状に積層した積層体として構成されている。回転子鉄心２１の外周面２１ａは、固定子鉄心１１の内周面に僅かな隙間（エアギャップ）を空けて対向する。
【0016】
各スロット２２は、外周面２１ａに対向する外周側端部２２ａ、回転中心Ｃに対向する内周側端部２２ｂ、その外周側端部２２ａと内周側端部２２ｂとの間に位置して互いに対向する側辺部２２ｃ，２２ｄを含み、回転子鉄心２１の軸方向と直交する方向の横断面が外周側端部２２ａから内周側端部２２ｂにかけて徐々に細くなる形状を有し、この形状が回転子鉄心２１の軸方向の全長に亘って延在している。回転中心Ｃから各スロット２２の内周側端部２２ｂを通って放射状に延びる径方向線が、各スロット２２の外周側端部２２ａを通る。各スロット２２の横断面の形状および大きさは、均一であってもよいし、不均一であってもよい。
【0017】
各スロット２２の外周側端部２２aの形状は、図７に示すように外周面２１ａ側に円弧状に膨らむ円弧形状でもよいし、図８に示すように２直線により規定される三角形の頂点部分が外周面２１ａ側に突出する三角形状でもよい。
【0018】
各スロット２２の外周側端部２２ａは、図９に示すように外周面２１ａに対峙する直線状の端辺を含み、その直線状の端辺の両端（一端Ａおよび他端Ｂ）がそれぞれ外周面２１ａに近接する矩形状でもよい。
【0019】
各スロット２２の外周側端部２２aは、図１０に示すように外周面２１ａと平行に対峙する円弧状の端辺を含み、その円弧状の端辺の一端Ａから他端Ｂまでの全領域が外周面２１ａに一定距離で近接する円弧形状でもよい。
【0020】
各導電体２３は、非磁性体である例えばアルミニウムまたは銅を回転子鉄心２１の軸方向の長さとほぼ同じ長さの棒状に成形したもので、回転子鉄心２１の軸方向と直交する方向の横断面が各スロット２２と同じ細長い楕円形状を有する。固定子１０の各電機子巻線１２から発せられる回転磁界により、これら導電体２３に誘導電流が流れる。誘導電流が流れると、回転磁界に付いていく方向（フレミングの左手の法則により定まる方向）に動く力が各導電体２３に加わり、回転子鉄心２１が回り始める（自己始動する）。回り始めた回転子鉄心２１の回転が回転磁界に追いついたところで、誘導電流が零となり、各導電体２３に加わる動く力がなくなる。各電機子巻線１２を一次巻線、各導電体２３を二次巻線ともいう。
【0021】
非磁性体である例えばアルミニウムまたは銅を円環状に成形した短絡リング（図示しない）を各導電体２３の一端および他端にそれぞれ接続し、これら短絡リングによって各導電体２３を電気的に導通させるいわゆる“かご形導体”の構成となっている。この“かご形導体”の採用により、各導電体２３に誘導電流を流すことができる。なお，この“かご形導体”は，導電体２３と短絡リングを個別の成型し，それらをはんだ付けやロウ付けなどによって電気的・機械的に接続することによって製作でも良いし、ダイキャストによって一体成型して製作しても良い。
【0022】
各磁石収容領域２４は、回転中心Ｃを間に挟んで互いに平行に配置されている。これら磁石収容領域２４は、横断面が細長い矩形形状を有し、この矩形形状が回転子鉄心２１の軸方向の全長に亘って延在している。永久磁石２５は，磁石収容領域２４の長手方向と直交する方向に磁化されている。すなわち、磁化ベクトルの始点の方向にＳ極、終点の方向にＮ極が存在するように配置されている。永久磁石２５により、磁石収容領域２４の長手方向と直交する方向に磁化が生じる。この磁化の向きに平行でかつ回転中心Ｃを通って径方向に延びる磁極中心軸をｄ軸と称し、そのｄ軸から回転方向（本実施形態では反時計回り）に電気的な角度（電気角という）が90°離れた位置で回転中心Ｃを通って径方向に延びる軸をｑ軸と称する。電気角は、幾何学的な角度（機械角という）を、後述の磁極の数（磁極数）で除算しその除算結果に数値“２”を乗算した値である。後述の２つの磁極Ｊ１，Ｊ２を有するいわゆる２極モータ（例えば第１実施形態を示す図１が該当する）の場合、電気角＝機械角である。
【0023】
固定子１０によって回転磁界が形成された場合、固定子１０から回転子２０に向かって流れかつ回転中心Ｃを挟んで反対側の固定子１０に戻る磁束が発生する。回転磁界がｄ軸方向を向いている場合、磁束は、回転子２０の内部で後述のフラックスバリアによって流れが妨げられるため、小さくなる。一方で、回転磁界がq軸方向を向いている場合、磁束は、鉄心部分が継ぎ目なく延伸しているため、大きくなる。このため，磁束はｑ軸に最も多く流れる。
【0024】
回転子鉄心２１は、ｑ軸より図示上方の領域（1/2周の周角度領域）の磁極（第１磁極）Ｊ１と、ｑ軸より図示下方の領域（1/2周の周角度領域）の磁極（第２磁極）Ｊ２とに、区分される。ｑ軸が磁極Ｊ１，Ｊ２の境界となる。磁極中心軸であるｄ軸は、回転中心Ｃからこれら磁極Ｊ１，Ｊ２の円周方向における中心を通って径方向に延びている。
【0025】
磁極Ｊ１に存する磁石収容領域２４は、ｑ軸から図示上方に距離Ｌ１離れた位置でｑ軸と平行かつｄ軸と直交する状態に設けられ、図５に示すように、そのｄ軸を境とする一方の側（図示左方側）に位置する一端部２４ａおよび他方の側（図示右方側）に位置する他端部２４ｂ、その一端部２４ａおよび他端部２４ｂの相互間に位置して相対向する外周側長辺部２４ｃおよび内周側長辺部２４ｄを含む。
【0026】
磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の一端部２４ａは、ｑ軸からの距離がほぼ同じところに存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向している。磁石収容領域２４の他端部２４ｂは、ｑ軸からの距離がほぼ同じところに存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向している。
【0027】
磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気的な空隙（磁気空隙という）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接し、その一端部２４ａと対応する位置からその一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂまで相対向しながら延びる外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄを含み、かつその外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄの終端の相互間に位置する外周側端部３１ａを含む。この外周側端部３１ａが上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接（隣接ともいう）している。
【0028】
磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂと、その他端部２４ｂが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接し、その他端部２４ｂと対応する位置から同他端部２４ｂが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂまで相対向しながら延びる外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄを含み、かつその外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄの終端の相互間に位置する外周側端部３１ａを含む。この外周側端部３１ａが上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接（隣接ともいう）している。
【0029】
この磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂに接する磁気空隙３１，３１は、非磁性体である例えば空気を含み、磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の両端部（後述の一端部２５ａおよび他端部２５ｂ）における磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。非磁性体である例えば樹脂を磁気空隙３１，３１に充填する構成としてもよい。
【0030】
一方、磁極Ｊ２の磁石収容領域２４は、ｑ軸から図示下方に距離Ｌ１離れた位置でｑ軸と平行かつｄ軸と直交する状態に設けられ、図５に示すように、そのｄ軸を境とする一方の側（図示右方側）に位置する一端部２４ａおよび他方の側（図示左方側）に位置する他端部２４ｂ、その一端部２４ａおよび他端部２４ｂの相互間に位置して相対向する外周側長辺部２４ｃおよび内周側長辺部２４ｄを含む。
【0031】
磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４の一端部２４ａは、ｑ軸からの距離がほぼ同じところに存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示下方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向している。磁石収容領域２４の他端部２４ｂは、ｑ軸からの距離がほぼ同じところに存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示下方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向している。
【0032】
磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接し、その一端部２４ａと対応する位置からその一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂまで相対向しながら延びる外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄを含み、かつその外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄの終端の相互間に位置する外周側端部３１ａを含む。この外周側端部３１ａが上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接（隣接ともいう）している。
【0033】
磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂと、その他端部２４ｂが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接し、その他端部２４ｂと対応する位置から同他端部２４ｂが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂまで相対向しながら延びる外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄを含み、かつその外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄの終端の相互間に位置する外周側端部３１ａを含む。この外周側端部３１ａが上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接（隣接ともいう）している。
【0034】
この磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂに接する磁気空隙３１，３１は、非磁性体である例えば空気を含み、磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の両端部（後述の一端部２５ａおよび他端部２５ｂ）における磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。非磁性体である例えば樹脂を磁気空隙３１，３１に充填する構成としてもよい。
【0035】
各永久磁石２５は、回転子鉄心２１の軸方向長さとほぼ等しい軸方向長さを有するとともに、横断面が細長い矩形状に形成され、各磁石収容領域２４に収容（埋設）される。各永久磁石２５は、各磁石収容領域２４に収容された状態で、各磁石収容領域２４の一端部２４ａに接する一端部２５ａ、各磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接する他端部２５ｂ、この一端部２５ａおよび他端部２５ｂの相互間に位置して各磁石収容領域２４の外周側長辺部２４ｃおよび内周側長辺部２４ｄにそれぞれ当接する互いに平行な側辺部２５ｃ，２５ｄを有する。各永久磁石２５は、軸方向に複数に分割された永久磁石を組み合わせて構成したものでもよい。この場合、分割された複数の永久磁石の合計の長さが回転子鉄心２１の軸方向長さとほぼ等しくなるように形成される。
【0036】
上記磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４および磁気空隙３１，３１は、その磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、および磁石収容領域２４に収まる永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って延びる細長形状（帯状）のフラックスバリアバンドＦ１を形成している。このフラックスバリアバンドＦ１は、隣接する磁極Ｊ２との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ１とｑ軸との間の磁極Ｊ１側の鉄心部分に規定する。
【0037】
このフラックスバリアバンドＦ１の形成要素となるトップブリッジ部Ｄ，Ｄは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ１の一部として機能する。
【0038】
磁極Ｊ１における磁路Ｈのｄ軸方向の幅はＬ１である。この磁路Ｈの一端側には非磁性体を含む１つのスロット２２が存し、磁路Ｈの他端側にも非磁性体を含む１つのスロット２２が存するが、これらのスロット２２はｑ軸に沿う細長い形状を有していて磁路Ｈにおける磁束の流れを大きく遮るものではない。したがって、磁路Ｈの磁気抵抗は非常に小さい。
【0039】
上記磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４および磁気空隙３１，３１は、その磁気空隙３１，３１が接する上記所定のスロット２２，２２、これらスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、および磁石収容領域２４に収まる永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って延びる細長形状（帯状）のフラックスバリアバンドＦ２を形成している。このフラックスバリアバンドＦ２は、隣接する磁極Ｊ１との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ２とｑ軸との間の磁極Ｊ２側の鉄心部分に規定する。
【0040】
このフラックスバリアバンドＦ２の形成要素となるトップブリッジ部Ｄ，Ｄは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ２の一部として機能する。
【0041】
磁極Ｊ２における磁路Ｈのｄ軸方向の幅は、磁極Ｊ１における磁路Ｈのｄ軸方向の幅と同じＬ１である。この磁路Ｈの一端側には非磁性体を含む１つのスロット２２が存し、磁路Ｈの他端側にも非磁性体を含む１つのスロット２２が存するが、これらのスロット２２はｑ軸に沿う細長い形状を有していて磁路Ｈにおける磁束の流れを大きく遮るものではない。したがって、磁路Ｈの磁気抵抗は非常に小さい。
【0042】
ｑ軸には、固定子１０によって形成される回転磁界の磁束が最も多く流れる。この最も多く流れる磁束いわゆるｑ軸磁束は、リラクタンストルクに最も寄与するもので、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の相互間の磁気抵抗が非常に小さい各磁路Ｈを効率よく流れる。
【0043】
したがって、ｑ軸磁束によるリラクタンストルクを回転子２０において最大限に活用することができる。リラクタンストルクを最大限に活用できるので、各永久磁石２５の磁石トルクつまり各永久磁石２５の量を少なく抑えながら、モータトルクの向上が図れる。モータトルクが向上するので、モータ１の小形化および高効率を実現できる。各永久磁石２５の量を増やさないですむので、各永久磁石２５の材料費を抑制できる。複数の導電体２３を有することによる回転子２０の自己始動ももちろん可能である。
要するに、自己始動可能で小形かつ高効率のモータ１を低コストで実現することができる。
以上が回転子２０の基本的な構成である。
要するに、自己始動可能で小形かつ高効率のモータ１を低コストで実現することができる。
以上が回転子２０の基本的な構成である。
【0044】
この基本的な構成に加え、フラックスバリアバンドＦ１が存する磁極Ｊ１では、回転中心Ｃから磁石収容領域２４の一端部２４ａが当接しているスロット２２を通って径方向に延びる径方向線（第１径方向線）Ｘ１と、回転中心Ｃから磁石収容領域２４の他端部２４ｂが当接しているスロット２２を通って径方向に延びる径方向線（第２径方向線）Ｘ１´と、の間の電気的な角度（電気角）αが、例えば120°～146.5°の範囲に設定される。この電気角αをフラックスバリアバンドＦ１の開き角という。
【0045】
フラックスバリアバンドＦ２が存する磁極Ｊ２においても、回転中心Ｃから磁石収容領域２４の一端部２４ａが当接しているスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ２と、回転中心Ｃから磁石収容領域２４の他端部２４ｂが当接しているスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ２´と、の間の電気的な角度（電気角）αが、例えば120°～146.5°の範囲に設定される。この電気角αをフラックスバリアバンドＦ２の開き角という。
【0046】
電気角とは、１つの磁極の周角度領域を180°として見る電気的な角度のことである。電気角180°は、２つの磁極を有するいわゆる２極モータでは１磁極分の機械角（物理的な角度）180°に一致し、４つの磁極を有するいわゆる４極モータでは１磁極分の機械角90°に一致する。
【0047】
２極モータである図１のモータ１の回転子２０では、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２のそれぞれ開き角αとして、機械角（＝145°）と同じ145°が設定されている。４極モータである後述の図２０および図２１に示すモータ１の回転子２０では、４つのフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のそれぞれ開き角αとして、機械角（＝71°）の２倍の142°が設定される。６極モータの回転子の場合、６つのフラックスバリアのそれぞれ開き角αは機械角の３倍の値となる。
【0048】
＜基本的概念の説明＞
図２に示す回転子２０は、複数のスロット２２を回転子鉄心２１の外周面２１ａの内側にその外周面２１ａに沿って所定間隔で形成し、これらスロット２２に複数の導電体（二次巻線）２３を埋設した構成である。この回転子２０は、導電体２３を有することによる自己始動が可能であるが、磁石トルクやリラクタンストルクがない、いわゆる通常の誘導モータにおける回転子であり、常に滑りが発生する状態で運転される。導電体２３においては誘導電流によるジュール損失が発生する。このため、効率が低い。
図２に示す回転子２０は、複数のスロット２２を回転子鉄心２１の外周面２１ａの内側にその外周面２１ａに沿って所定間隔で形成し、これらスロット２２に複数の導電体（二次巻線）２３を埋設した構成である。この回転子２０は、導電体２３を有することによる自己始動が可能であるが、磁石トルクやリラクタンストルクがない、いわゆる通常の誘導モータにおける回転子であり、常に滑りが発生する状態で運転される。導電体２３においては誘導電流によるジュール損失が発生する。このため、効率が低い。
【0049】
図３に示す回転子２０は、細長形状で幅寸法がほぼ同じ複数のフラックスバリア（非磁性体）４１をｑ軸と平行に配置した構成である。この回転子２０においては、各フラックスバリア４１の相互間に磁路が設けられており、ｑ軸方向（図示左方向）に磁束が流れ易いのでリラクタンストルクが大きく、効率は高くなるが、導電体２３を有しないので自己始動ができない。図４に示す回転子２０は、細長形状で幅寸法が互いに異なる複数のフラックスバリア４１をｑ軸と平行に配置した構成である。この回転子２０においても、ｑ軸磁束が流れ易いので、図３の回転子と同様に効率は高くなるが、導電体２３を有しないので自己始動ができない。
【0050】
図５に示す回転子２０は、自己始動を可能とするために、図３や図４の回転子２０に導電体２３を付加した構成であり、複数の導電体２３を回転子鉄心２１の外周面２１ａの内側にその外周面２１ａに沿って所定間隔で埋設し、かつ２つの磁石収容領域２４をｑ軸を間に挟んで配置している。この回転子２０は、導電体２３を有することによる自己始動が可能であることに加え、スロット２２の細長い形状とそれに接する磁気空隙３１の細長い形状とが滑らかな角度で連なっているので、互いに隣り合うスロット２２の相互間から磁気空隙３１の周辺にかけての鉄心部分に磁束の流れを妨げるものがない。しかも、ｑ軸を挟んで上下に配置された２つの磁石収容領域２４の相互間（鉄心部分）には、ｑ軸に沿う磁路Ｈが存している。つまり、ｑ軸磁束の流れを妨げるものが極力排除されていて、ｑ軸磁束が流れ易いので、リラクタンストルクを極めて大きくすることが可能である。
【0051】
図６に示す回転子２０は、自己始動を可能とするために、図３や図４の回転子２０に導電体２３を付加した構成であり、磁極Ｊ１の磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂがそれぞれｑ軸より図示上方に３つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接し、かつ磁極Ｊ２の磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂがそれぞれｑ軸より図示下方に３つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。この回転子２０は、導電体２３を有することによる自己始動が可能であることに加え、互いに隣り合うスロット２２の相互間および２つの磁石収容領域２４の相互間にｑ軸磁束が流れ易いので、リラクタンストルクを極めて大きくすることが可能である。
【0052】
ところで、図３の回転子２０および図４の回転子２０を持つ同期リラクタンスモータの性能（リラクタンストルクの大きさや効率）は、回転子２０の突極性（ｄ軸磁束の通り難さとｑ軸磁束の通り易さとの差または比）によって決まる。この突極性は、複数のフラックスバリア４１の配置に依らず、複数のフラックスバリア４１の合計面積で決まることが知られている（例えば東芝レビュー・vol.70・no.5 2015など）。図３の回転子２０と図４の回転子２０を比べると、複数のフラックスバリア４１の配置および形状は異なるが、複数のフラックスバリア４１の合計面積が同じであれば、同期リラクタンスモータとしての性能（リラクタンストルクの大きさや効率）は等しい。
【0053】
上記と同様の議論により、図５の回転子２０と図６の回転子２０を比較すると、各磁石収容領域２４を主体に形成されるフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αおよび相互間隔は異なるが、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の合計面積はほぼ等しいので、同期リラクタンスモータとしての性能（トルクや効率）は同じとなる。換言すれば、同期リラクタンスモータとしてだけを考えて回転子２０を設計する場合は、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αには自由度があるといえる。
【0054】
ここで、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αを規定する径方向線Ｘ１，Ｘ１´について説明する。
磁気空隙３１の外周側端部３１ａに隣接するスロット２２の外周側端部２２ａが図７に示すような円弧形状である場合、回転中心Ｃから、外周側端部２２ａのうち外周面２１ａに最も近い部位（トップブリッジ部Ｄの幅が最小となる部位）を通って回転子鉄心２１の径方向に延びる線を、径方向線Ｘ１´として定める。図７は径方向線Ｘ１´のみ示しているが、径方向線Ｘ１についても同様に定める。
磁気空隙３１の外周側端部３１ａに隣接するスロット２２の外周側端部２２ａが図７に示すような円弧形状である場合、回転中心Ｃから、外周側端部２２ａのうち外周面２１ａに最も近い部位（トップブリッジ部Ｄの幅が最小となる部位）を通って回転子鉄心２１の径方向に延びる線を、径方向線Ｘ１´として定める。図７は径方向線Ｘ１´のみ示しているが、径方向線Ｘ１についても同様に定める。
【0055】
磁気空隙３１の外周側端部３１ａに隣接するスロット２２の外周側端部２２ａが図８に示すような三角形状である場合、回転中心Ｃから、外周側端部２２ａのうち外周面２１ａに最も近い部位（トップブリッジ部Ｄの幅が最小となる部位）を通って回転子鉄心２１の径方向に延びる線を、径方向線Ｘ１´として定める。図８は径方向線Ｘ１´のみ示しているが、径方向線Ｘ１についても同様に定める。
【0056】
磁気空隙３１の外周側端部３１ａに隣接するスロット２２の外周側端部２２ａが、図９に示すように外周面２１ａに対峙する直線状の端辺を含み、その直線状の端辺の両端（一端Ａおよび他端Ｂ）が外周面２１ａに近接する矩形状である場合、回転中心Ｃから、直線状の端辺の中央位置（一端Ａと他端Ｂを結ぶ線分の中央位置）Ｅを通って回転子鉄心２１の径方向に延びる線を、径方向線Ｘ１´として定める。図９は径方向線Ｘ１´のみ示しているが、径方向線Ｘ１についても同様に定める。
【0057】
磁気空隙３１の外周側端部３１ａに隣接するスロット２２の外周側端部２２ａが、図１０に示すように外周面２１ａと平行に対峙する円弧状の端辺を含み、その円弧状の端辺の一端（始端ともいう）Ａから他端（終端ともいう）Ｂまでの全領域が外周面２１ａに一定距離で近接する円弧形状である場合、回転中心Ｃから、円弧状の端辺の中央位置（一端Ａと他端Ｂを結ぶ線分の中央位置）Ｅを通って回転子鉄心２１の径方向に延びる線を、径方向線Ｘ１´として定める。図１０は径方向線Ｘ１´のみ示しているが、径方向線Ｘ１についても同様に定める。
【0058】
フラックスバリアバンドＦ２の開き角αを規定する径方向線Ｘ２，Ｘ２´についても、径方向線Ｘ１，Ｘ１´と同じく、スロット２２の外周側端部２２ａの形状に合わせて定める。
【0059】
回転子形状に関する説明に戻る。図１１に示す回転子２０は、仮にフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２がない状態で、複数の導電体２３を回転子鉄心２１の外周面２１ａの内側にその外周面２１ａに沿って所定間隔で埋設し、かつｑ軸の両側に２つの永久磁石２５を埋設した構成である。この回転子２０は、複数の導電体２３を有することによる自己始動が可能でしかもｑ軸磁束が流れ易いが、各永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂの磁石磁束が太い破線矢印で示すように最短経路で短絡し、固定子鉄心１１まで到達しない漏れ磁束が多くなってしまう。より多くの磁石磁束を固定子鉄心１１まで到達させようとすると、各永久磁石２５の量を増やさねばならない。
【0060】
本実施形態は、図５の回転子２０または図６の回転子２０において、各磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５を収めることにより、リラクタンストルクを最大限に活用しながら（ｑ軸磁束が流れ易くて突極性が大きい）、磁石トルクも活用すること（フラックスバリアにより磁石磁束の短絡が抑制されるため磁石磁束が大きい）を前提としている。
【0061】
図５の回転子２０の各磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５を収めた場合と、図６の回転子２０の各磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５を収めた場合のリラクタンストルクは、先の議論（図３と図４のようにフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の合計面積が同じならリラクタンストルクも同じ）に基づき、リラクタンストルク（∝突極性）は同じとなる。一方で、磁石トルク（∝磁石磁束）は開き角αによって異なる。
【0062】
したがって、各永久磁石２５の量は変えないまま、磁石トルクに比例する磁石磁束が最大となるように（各永久磁石２５の利用率が高くなるように）、かつ鉄損やトルクリップルの原因となる空間的な高調波磁束が小さくなるように、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αを設定することが望ましい。
【0063】
実際には、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αを120°～146.5°の範囲に設定することで、上記要求を満たすことができる。この理由について説明する。
【0064】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αとギャップ磁束密度分布Ｂ（回転子鉄心２１の外周面２１ａと固定子鉄心１１の内周面との間の空隙いわゆるエアギャップにおける磁束密度の分布）との関係を図１１に示す。磁石より発生する磁束は一定であるため、開き角αが大きいほど、ギャップ磁束密度分布Ｂ（＝１/α）は小さくなる。すなわち、面積（＝磁束）が一定となるようにギャップ磁束密度が変化する。これをフーリエ級数展開すると、ギャップ磁束密度分布Ｂのｎ次高調波成分の振幅Ａｎは下式のようになる。
【0065】
【数1】
ギャップ磁束密度分布Ｂの基本波成分を除く全高調波成分（１＜ｎ）の二乗和Ａｈを計算すると、下式のようになる。
【0066】
【数2】
ここでは、ギャップ磁束密度分布Ｂの基本波成分の振幅Ａ１、最も大きな高調波成分である３次高調波の振幅Ａ３、上記数２の式で計算した全高調波成分の振幅Ａｈを考える。図１２は、これらの３つの成分Ａ１，Ａ３，Ａｈを、開き角αに対してプロットしたものである。トルクに起因する基本波成分の振幅Ａ１は、開き角αに対して単調減少である。この基本波成分の振幅Ａ１をできる限り大きくするためには、開き角αを小さくしたほうがよい。ただし、開き角αを小さくすると、３次高調波の振幅Ａ３が大きくなってしまい、鉄損の増加やトルクリップルの増加など、様々なデメリットが生じてしまう。
【0067】
できるだけ基本波成分の振幅Ａ１を大きくしつつ、３次高調波の振幅Ａ３を最小とするためには、開き角α＝120°が好適である。一方、３次高調波を含めた全高調波を最小とするためには、開き角α＝139°が好適である。
【0068】
以上のように、開き角αは120°～139°に設定することが好ましいことが分かる。しかし、これは、数学的に扱いやすくするために、固定子鉄心１１の内周面が各スロット２３によって磁気的に凸凹する点（スロット高調波）を無視した理論的検討の結果である。すなわち、スロット高調波までも考慮する場合には、全高調波成分の振幅Ａｈが最小となる開き角αは、固定子スロット半周期分の範囲でずれ得る。例えば、回転子鉄心２１の磁極が２つ（２極モータ）で、各スロット２３の数が一般的な“24”の場合、固定子スロット１周期は15°であるため、最適な開き角αは理論値から7.5°ずれる可能性がある。このように、スロット高調波までを考慮した最適な開き角αの上限としては、上記139°に7.5°を加えた146.5°を定めるのが適切である。
【0069】
したがって、磁石磁束の空間高調波をできるだけ抑制しながら、磁石磁束の基本波成分の振幅Ａ１をできるだけ大きくするのに好適なフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αは、120°～146.5°の範囲である。
【0070】
［２］第２実施形態
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２間の各磁路Ｈにそれぞれ２つのスロット２２が存する例を第１実施形態として説明したが、各磁路Ｈにスロット２３が存しない例を第２実施形態として図１４に示す。
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２間の各磁路Ｈにそれぞれ２つのスロット２２が存する例を第１実施形態として説明したが、各磁路Ｈにスロット２３が存しない例を第２実施形態として図１４に示す。
【0071】
各磁路Ｈに非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）が存在しないので、各磁路Ｈの磁気抵抗をさらに小さくすることができる。これにより、ｑ軸磁束によるリラクタンストルクをさらに活用することができる。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
【0072】
［３］第３実施形態
各磁気空隙３１が当接する各スロット２２の位置が第１実施形態と異なる例を図１５に示す。
各磁気空隙３１が当接する各スロット２２の位置が第１実施形態と異なる例を図１５に示す。
【0073】
磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の一端部２４ａに接する磁気空隙３１は、図示上方に屈曲してｑ軸から４つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接する磁気空隙３１は、図示上方に屈曲してｑ軸から４つ目のスロット２２およびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0074】
磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４の一端部２４ａに接する磁気空隙３１は、図示下方に屈曲してｑ軸から４つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接する磁気空隙３１は、図示下方に屈曲してｑ軸から４つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
他の構成は第１実施形態と同じである。
他の構成は第１実施形態と同じである。
【0075】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２の開き角αが好適範囲の120°～146.5°より狭くなるが、自己始動が可能でしかも磁気抵抗が非常に小さい各磁路Ｈをｑ軸磁束が効率よく流れるという効果は、第１実施形態と同じである。
【0076】
［４］第４実施形態
第１～第３実施形態では、磁極Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ１つの永久磁石２５を設けたが、磁極Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ複数の永久磁石２５を設けてもよい。この例を第４実施形態として図１６に示す。
第１～第３実施形態では、磁極Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ１つの永久磁石２５を設けたが、磁極Ｊ１，Ｊ２にそれぞれ複数の永久磁石２５を設けてもよい。この例を第４実施形態として図１６に示す。
【0077】
磁極Ｊ１において、ｄ軸を境とする一方の側（図示左側）に磁石収容領域（第１磁石収容領域）２４が設けられ、ｄ軸を境とする他方の側（図示右側）にも磁石収容領域（第２磁石収容領域）２４が設けられている。一方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。他方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ他方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。
【0078】
磁極Ｊ１において、一方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第１磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0079】
磁極Ｊ１において、他方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第２磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部に連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0080】
磁極Ｊ１において、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂとの間に、磁気空隙（第３磁気空隙）３２が設けられている。この磁気空隙３２は、ｄ軸上に位置し、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接するとともに、他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接している。この磁気空隙３２は、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置から他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置まで相対向しながら延びる外周側長辺部３２ｃおよび内周側長辺部３２ｄを含んでいる。
【0081】
この磁極Ｊ１において、一方の側の磁石収容領域２４および他方の側の磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５が収容されている。磁気空隙３１，３１および磁気空隙３２は、非磁性体である例えば空気を含んでいる。
【0082】
この磁極Ｊ１において、一方の側に位置する磁気空隙３１および一方の側に位置しかつｄ軸上に位置する磁気空隙３２は、一方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。他方の側に位置する磁気空隙３１および他方の側に位置しかつｄ軸上に位置する磁気空隙３２は、他方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。
【0083】
そして、磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４，２４、磁気空隙３１，３１、および磁気空隙３２は、磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、および磁石収容領域２４，２４に収まる２つの永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って延びる細長形状（帯状）のフラックスバリアバンドＦ１を形成している。このフラックスバリアバンドＦ１は、隣接する磁極Ｊ２との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ１とｑ軸との間の磁極Ｊ１側の鉄心部分に規定する。
【0084】
一方、磁極Ｊ２において、ｄ軸を境とする一方の側（図示右側）に磁石収容領域（第１磁石収容領域）２４が設けられ、ｄ軸を境とする他方の側（図示左側）に磁石収容領域（第２磁石収容領域）２４が設けられている。一方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示下方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。他方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ他方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示下方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。
【0085】
磁極Ｊ２において、一方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第１磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0086】
磁極Ｊ２において、他方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第２磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0087】
磁極Ｊ２において、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂとの間に、磁気空隙（第３磁気空隙）３２が設けられている。この磁気空隙３２は、ｄ軸上に位置し、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接するとともに、他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接している。この磁気空隙３２は、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置から他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置まで相対向しながら延びる外周側長辺部３２ｃおよび内周側長辺部３２ｄを含んでいる。
【0088】
この磁極Ｊ２において、一方の側の磁石収容領域２４および他方の側の磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５が収容されている。磁気空隙３１，３１および磁気空隙３２は、非磁性体である例えば空気を含んでいる。
【0089】
この磁極Ｊ２において、一方の側に位置する磁気空隙３１および一方の側に位置しかつｄ磁極上に位置する磁気空隙３２は、一方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。他方の側に位置する磁気空隙３１および他方の側に位置しかつｄ磁極上に位置する磁気空隙３２は、他方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。
【0090】
そして、磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４，２４、磁気空隙３１，３１、および磁気空隙３２は、磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、および磁石収容領域２４，２４に収まる２つの永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って延びる細長形状（帯状）のフラックスバリアバンドＦ２を形成している。このフラックスバリアバンドＦ２は、隣接する磁極Ｊ１との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ２とｑ軸との間の鉄心部分に規定する。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
【0091】
［５］第５実施形態
第４実施形態において回転子鉄心２１の機械的強度を保つための構成を加えた例を第５実施形態として図１７に示す。
磁極Ｊ１において、ｄ軸を境とする一方の側（図示左側）に磁石収容領域（第１磁石収容領域）２４が設けられ、ｄ軸を境とする他方の側（図示右側）にも磁石収容領域（第２磁石収容領域）２４が設けられている。一方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。他方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。
第４実施形態において回転子鉄心２１の機械的強度を保つための構成を加えた例を第５実施形態として図１７に示す。
磁極Ｊ１において、ｄ軸を境とする一方の側（図示左側）に磁石収容領域（第１磁石収容領域）２４が設けられ、ｄ軸を境とする他方の側（図示右側）にも磁石収容領域（第２磁石収容領域）２４が設けられている。一方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。他方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示上方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。
【0092】
磁極Ｊ１において、一方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第１磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に近接（隣接ともいう）している。この近接部分であるスロット２２と磁気空隙３１との間の鉄心部分に、回転子鉄心２１の機械的強度を保つための細い幅のサイドブリッジ部（第１サイドブリッジ部）Ｍａが規定されている。
【0093】
磁極Ｊ１において、他方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第２磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に近接している。この近接部分であるスロット２２と磁気空隙３１との間の鉄心部分にも、回転子鉄心２１の機械的強度を保つための細い幅のサイドブリッジ部（第２サイドブリッジ部）Ｍａが規定されている。
【0094】
磁極Ｊ１において、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂとｄ軸との間に、磁気空隙（第３磁気空隙）３２が設けられている。この磁気空隙３２は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接するとともに、ｄ軸に近接している。この磁気空隙３２は、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置からｄ軸に向かって相対向しながら延びる外周側長辺部３２ｃおよび内周側長辺部３２ｄを含んでいる。
【0095】
磁極Ｊ１において、他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂとｄ軸との間に、磁気空隙（第４磁気空隙）３２が設けられている。この磁気空隙３２は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接するとともに、ｄ軸に近接している。この磁気空隙３２は、他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置からｄ軸に向かって相対向しながら延びる外周側長辺部３２ｃおよび内周側長辺部３２ｄを含んでいる。
【0096】
磁極Ｊ１において、一方の側に存する磁気空隙３２と他方の側に存する磁気空隙３２との間の鉄心部分に、かつｄ軸上に、回転子鉄心２１の機械的強度を保つための細い幅のセンタブリッジ部Ｍｂが規定されている。
【0097】
この磁極Ｊ１において、一方の側の磁石収容領域２４および他方の側の磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５が収容されている。磁気空隙３１，３１および磁気空隙３２，３２は、非磁性体である例えば空気を含んでいる。
【0098】
この磁極Ｊ１において、一方の側に位置する磁気空隙３１，３２は、一方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。他方の側に位置する磁気空隙３１，３２は、他方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。
【0099】
そして、磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４，２４、磁気空隙３１，３１、および磁気空隙３２，３２は、磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、センタブリッジ部Ｍｂ、および磁石収容領域２４，２４に収まる２つの永久磁石２５，２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って延びる細長形状（帯状）のフラックスバリアバンドＦ１を形成している。このフラックスバリアバンドＦ１は、隣接する磁極Ｊ２との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ１とｑ軸との間の磁極Ｊ１側の鉄心部分に規定する。
【0100】
このフラックスバリアバンドＦ１の形成要素となるトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つためのもので、磁束を通すためのものではない。これらトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ１の一部として機能する。
【0101】
フラックスバリアバンドＦ１の開き角αは、回転中心Ｃから、一方の側の磁気空隙３１、サイドブリッジ部Ｍａ、そのサイドブリッジ部Ｍａが隣接するスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ１と、回転中心Ｃから他方の側の磁気空隙３１、サイドブリッジ部Ｍａ、そのサイドブリッジ部Ｍａが隣接するスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ１´と、で規定される。径方向線Ｘ１，Ｘ１´の定め方は、図７～図１０で説明した定め方と同じである。
【0102】
一方、磁極Ｊ２において、ｄ軸を境とする一方の側（図示右側）に磁石収容領域（第１磁石収容領域）２４が設けられ、ｄ軸を境とする他方の側（図示右側）にも磁石収容領域（第２磁石収容領域）２４が設けられている。一方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示下方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。他方の側の磁石収容領域２４は、一端部２４ａが同じ一方の側に存する所定の１つのスロット２２（ｑ軸より図示下方に２つ目のスロット２２）の内周側端部２２ｂに対向し、他端部２４ｂがｄ軸に対向している。
【0103】
磁極Ｊ２において、一方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第１磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に近接している。この近接部分であるスロット２２と磁気空隙３１との間の鉄心部分に、回転子鉄心２１の機械的強度を保つための細い幅のサイドブリッジ部（第１サイドブリッジ部）Ｍａが規定されている。
【0104】
磁極Ｊ２において、他方の側の磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第２磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接するとともに、その一端部２４ａが対向する上記所定の１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に近接している。この近接部分であるスロット２２と磁気空隙３１との間の鉄心部分にも、回転子鉄心２１の機械的強度を保つための細い幅のサイドブリッジ部（第２サイドブリッジ部）Ｍａが規定されている。
【0105】
磁極Ｊ２において、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂとｄ軸との間に、磁気空隙（第３磁気空隙）３２が設けられている。この磁気空隙３２は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接するとともに、ｄ軸に近接している。この磁気空隙３２は、一方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置からｄ軸に向かって相対向しながら延びる外周側長辺部３２ｃおよび内周側長辺部３２ｄを含んでいる。
【0106】
磁極Ｊ２において、他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂとｄ軸との間に、磁気空隙（第４磁気空隙）３２が設けられている。この磁気空隙３２は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接するとともに、ｄ軸に近接している。この磁気空隙３２は、他方の側の磁石収容領域２４の他端部２４ｂと対応する位置からｄ軸に向かって相対向しながら延びる外周側長辺部３２ｃおよび内周側長辺部３２ｄを含んでいる。
【0107】
磁極Ｊ２において、一方の側に存する磁気空隙３２と他方の側に存する磁気空隙３２との間の鉄心部分に、かつｄ軸上に、回転子鉄心２１の機械的強度を保つための細い幅のセンタブリッジ部Ｍｂが規定されている。
【0108】
この磁極Ｊ２において、一方の側の磁石収容領域２４および他方の側の磁石収容領域２４にそれぞれ永久磁石２５が収容されている。磁気空隙３１，３１および磁気空隙３２，３２は、非磁性体である例えば空気を含んでいる。
【0109】
この磁極Ｊ２において、一方の側に位置する磁気空隙３１，３２は、一方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。他方の側に位置する磁気空隙３１，３２は、他方の側の磁石収容領域２４に収容される永久磁石２５の一端部２５ａおよび他端部２５ｂにおける磁石磁束の短絡を抑制するフラックスバリアとして機能する。
【0110】
そして、磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４，２４、磁気空隙３１，３１、および磁気空隙３２，３２は、磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、センタブリッジ部Ｍｂ、および磁石収容領域２４，２４に収まる２つの永久磁石２５，２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って延びる細長形状（帯状）のフラックスバリアバンドＦ２を形成している。このフラックスバリアバンドＦ２は、隣接する磁極Ｊ２との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを当該フラックスバリアバンドＦ２とｑ軸との間の磁極Ｊ２側の鉄心部分に規定する。
【0111】
このフラックスバリアバンドＦ２の形成要素となるトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つためのもので、磁束を通すためのものではない。これらトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ２の一部として機能する。
【0112】
フラックスバリアバンドＦ２の開き角αは、回転中心Ｃから一方の側の磁気空隙３１、サイドブリッジ部Ｍａ、そのサイドブリッジ部Ｍａが隣接するスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ１と、回転中心Ｃから他方の側の磁気空隙３１、サイドブリッジ部Ｍａ、そのサイドブリッジ部Ｍａが隣接するスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ１´と、で規定される。径方向線Ｘ１，Ｘ１´の定め方は、図７～図１０で説明した定め方と同じである。
他の構成および効果は第４実施形態と同じである。
他の構成および効果は第４実施形態と同じである。
【0113】
なお、本実施形態では、磁極Ｊ１，Ｊ２ごとに２つのサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａおよび１つのセンタブリッジ部Ｍｂを設ける構成としたが、磁極Ｊ１，Ｊ２ごとに２つのサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａのみ設けてセンタブリッジ部Ｍｂは設けない構成としてもよく、あるいは磁極Ｊ１，Ｊ２ごとに１つのセンタブリッジ部Ｍｂのみ設けてサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａは設けない構成としてもよい。センタブリッジ部Ｍｂを設けない構成の場合、磁極Ｊ１，Ｊ２ごとに１つの磁石収容領域２４が存する構成となる。サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａを設けない構成の場合、磁極Ｊ１，Ｊ２のそれぞれ２つの磁石収容領域２４が２つのスロット２２に当接する構成となる。
【0114】
【0115】
回転子鉄心２１の回転中心Ｃの部分に内孔２１ｂが形成され、その内孔２１ｂに所定の太さの回転軸５０が挿通される。回転軸５０は、回転子鉄心２１を固定子１０内で回転自在に支持する。回転軸５０は、磁性体たとえば鉄などの強磁性体を棒状に成形したもので、内孔２１ｂに圧入または焼き嵌めされる。
【0116】
回転軸５０が圧入または焼き嵌めされる内孔２１ｂと各磁石収容領域２４の長手方向中途部との間には、圧入や焼き嵌めにかかわらず回転子鉄心２１の形を維持するための所定の大きさの間隙Ｐが確保される。
【0117】
磁極Ｊ１の磁石収容領域２４は、永久磁石２５を収容する長手方向中途部が上記間隙Ｐの分だけ内孔２１ｂから離れた位置に存している。この磁石収容領域２４の一端部２４ａに接している磁気空隙３１が、内孔２１ｂに沿うように図示下方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。同磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接している磁気空隙３１が、内孔２１ｂに沿うように図示下方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２およびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0118】
磁極Ｊ２の磁石収容領域２４は、永久磁石２５を収容する長手方向中途部が上記間隙Ｐの分だけ内孔２１ｂから離れた位置に存している。この磁石収容領域２４の一端部２４ａに接している磁気空隙３１が、内孔２１ｂに沿うように図示上方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。同磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接している磁気空隙３１が、内孔２１ｂに沿うように図示上方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２およびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0119】
ｑ軸磁束が流れる各磁路Ｈに回転軸５０が介在するが、回転軸５０は磁性体（強磁性体）なので、ｑ軸磁束は回転軸５０に妨げられることなくその回転軸５０を横切るように流れる。
【0120】
なお、アルミニウムなどの非磁性体で成形した回転軸５０を採用しなければならない場合には、ｑ軸磁束が回転軸５０を横切らないことに対処し、各磁石収容領域２４の長手方向中途部の位置を外周面２１ａ側に移して間隙Ｐを拡げ、これにより各磁路Ｈの幅を拡げればよい。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
【0121】
【0122】
磁極Ｊ１の磁石収容領域２４の長手方向中途部と内孔２１ｂとの間隔Ｐが第６実施形態の場合より大きい。磁石収容領域２４の長手方向の長さも第６実施形態の場合より長く、その長くなった分だけ、磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂが各スロット２２に近いところまで延在している。これに伴い、磁石収容領域２４に収まる永久磁石２５の長手方向の長さも第６実施形態の場合より長くなっている。
【0123】
磁極Ｊ１の磁石収容領域２４の一端部２４ａに接している磁気空隙３１は、内孔２１ｂに沿うように図示下方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。磁極Ｊ１の磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接している磁気空隙３１も、内孔２１ｂに沿うように図示下方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0124】
一方、磁極Ｊ２の磁石収容領域２４の長手方向中途部と内孔２１ｂとの間隔Ｐが第６実施形態の場合より大きい。磁石収容領域２４の長手方向中途部の長手方向の長さも第６実施形態の場合より長く、その長くなった分だけ、磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂが各スロット２２に近いところまで延在している。これに伴い、磁石収容領域２４に収まる永久磁石２５の長手方向の長さも第６実施形態の場合より長くなっている。
【0125】
磁極Ｊ２の磁石収容領域２４の一端部２４ａに接している磁気空隙３１は、内孔２１ｂに沿うように図示上方のｑ軸に向け一旦屈曲しつつ、ｑ軸から２つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。磁極Ｊ２の磁石収容領域２４の他端部２４ｂに接している磁気空隙３１も、内孔２１ｂに沿うように図示上方のｑ軸に向け一旦屈曲し、ｑ軸から２つ目のスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
他の構成および効果は第６実施形態と同じである。
他の構成および効果は第６実施形態と同じである。
【0126】
［８］第８実施形態
第７実施形態の図１９の場合、各磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂが各スロット２２に近いところまで延在しているので、各磁石収容領域２４と各スロット２２との間隔が狭くなる。この狭くなったところでは磁気飽和が発生して磁束が流れ難くなり、それがモータ１の性能低下を招く可能性がある。
第７実施形態の図１９の場合、各磁石収容領域２４の一端部２４ａおよび他端部２４ｂが各スロット２２に近いところまで延在しているので、各磁石収容領域２４と各スロット２２との間隔が狭くなる。この狭くなったところでは磁気飽和が発生して磁束が流れ難くなり、それがモータ１の性能低下を招く可能性がある。
【0127】
この懸念を解消する構成を第８実施形態として図２０に示す。この図２０の構成は、磁極Ｊ１，Ｊ２ごとに２つの磁石収容領域２４，２４、２つの磁気空隙３１，３１、２つの磁気空隙３２，３２、２つのサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、１つのセンタブリッジ部Ｍｂを有する点で、第５実施形態の図１７の構成と類似する。その類似部分には同一符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【0128】
回転子鉄心２１の回転中心Ｃの部分に内孔２１ｂが形成され、その内孔２１ｂに所定の太さの回転軸５０が挿通される。回転軸５０は、回転子鉄心２１を固定子１０内で回転自在に支持する。回転軸５０は、磁性体たとえば鉄などの強磁性体を棒状に成形したもので、内孔２１ｂに圧入または焼き嵌めされる。回転軸５０が圧入または焼き嵌めされる内孔２１ｂと磁気空隙３２，３２およびセンタブリッジ部Ｍｂとの間には、圧入や焼き嵌めにかかわらず回転子鉄心２１の形を維持するための所定の大きさの間隙Ｐが確保される。
【0129】
磁極Ｊ１における一方の側の磁石収容領域２４は、上記所定の大きさの間隙Ｐを確保するため、一端部２４ａがｑ軸から図示上方に２番目のスロット２２との近接位置を維持しながら、一端部２４ａを除く残りの部位がｑ軸から徐々に離れていくように、ｑ軸に対し傾斜状に配置されている。磁極Ｊ１における他方の側の磁石収容領域２４も、上記所定の大きさの間隙Ｐを確保するため、一端部２４ａがｑ軸から図示上方に２番目のスロット２２との近接位置を維持しながら、一端部２４ａを除く残りの部位がｑ軸から徐々に離れていくように、ｑ軸に対し傾斜状に配置されている。
【0130】
磁極Ｊ２における一方の側の磁石収容領域２４は、上記所定の大きさの間隙Ｐを確保するため、一端部２４ａがｑ軸から図示下方に２番目のスロット２２との近接位置を維持しながら、一端部２４ａを除く残りの部位がｑ軸から徐々に離れていくように、ｑ軸に対し傾斜状に配置されている。磁極Ｊ２における他方の側の磁石収容領域２４も、上記所定の大きさの間隙Ｐを確保するため、一端部２４ａがｑ軸から図示下方に２番目のスロット２２との近接位置を維持しながら、一端部２４ａを除く残りの部位がｑ軸から徐々に離れていくように、ｑ軸に対し傾斜状に配置されている。
【0131】
そして、磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４，２４、磁気空隙３１，３１、および磁気空隙３２，３２は、磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、センタブリッジ部Ｍｂ、および磁石収容領域２４，２４に収まる２つの永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸および内孔２１ｂに沿って屈曲する帯状のフラックスバリアバンドＦ１を形成している。このフラックスバリアバンドＦ１は、隣接する磁極Ｊ２との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ１とｑ軸との間の磁極Ｊ１側の鉄心部分および回転軸５０に規定する。
【0132】
このフラックスバリアバンドＦ１の形成要素となるトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つためのもので、磁束を通すためのものではない。これらトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ１の一部として機能する。
【0133】
磁極Ｊ２において、磁石収容領域２４，２４、磁気空隙３１，３１、および磁気空隙３２，３２は、磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、各トップブリッジ部Ｄのうち磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２と外周面２１ａとの間に存する各トップブリッジ部Ｄ、上記サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、上記センタブリッジ部Ｍｂ、および磁石収容領域２４，２４内のそれぞれ永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って屈曲する帯状のフラックスバリアバンドＦ２を形成している。このフラックスバリアバンドＦ２は、隣接する磁極Ｊ１との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを、当該フラックスバリアバンドＦ２とｑ軸との間の磁極Ｊ２側の鉄心部分および回転軸５０に規定する。
【0134】
このフラックスバリアバンドＦ２の形成要素となるトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つためのもので、磁束を通すためのものではない。これらトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ２の一部として機能する。
【0135】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２間の各磁路Ｈに回転軸５０が介在するが、回転軸５０は磁性体（強磁性体）なので、ｑ軸磁束は回転軸５０に妨げられることなくその回転軸５０を横切るように流れる。
回転軸５０を囲むように各磁石収容領域２４が傾斜しているので、内孔２１ｂと磁気空隙３２，３２およびセンタブリッジ部Ｍｂとの間の間隙Ｐを、回転軸５０の圧入や焼き嵌め耐え得る十分な大きさに設定しても、各磁石収容領域２４の両端部が図１９のように各スロット２２に近いところまで延在しない。近いところまで延在しないので、各磁石収容領域２４の両端部と各スロット２２との間隔が狭くなり過ぎない。狭くなり過ぎた場合の磁気飽和やその磁気飽和に伴うモータ１の性能低下を回避することができる。
他の構成および効果は第５実施形態（図１７）と同じである。
回転軸５０を囲むように各磁石収容領域２４が傾斜しているので、内孔２１ｂと磁気空隙３２，３２およびセンタブリッジ部Ｍｂとの間の間隙Ｐを、回転軸５０の圧入や焼き嵌め耐え得る十分な大きさに設定しても、各磁石収容領域２４の両端部が図１９のように各スロット２２に近いところまで延在しない。近いところまで延在しないので、各磁石収容領域２４の両端部と各スロット２２との間隔が狭くなり過ぎない。狭くなり過ぎた場合の磁気飽和やその磁気飽和に伴うモータ１の性能低下を回避することができる。
他の構成および効果は第５実施形態（図１７）と同じである。
【0136】
［９］第９実施形態
モータ１として４極モータを採用した例を第９実施形態として図２１に示す。
回転子２０は、固定子鉄心２１と同軸の回転中心Ｃを中心にして回転する円筒状の回転子鉄心２１、この回転子鉄心２１の外周面２１ａのすぐ内側領域にその外周面２１ａに沿って所定間隔（例えば一定間隔や不等間隔）で形成された複数のスロット２２、これらスロット２２に収容（嵌合）された複数の導電体２３、回転子鉄心２１の外周面２１ａと各スロット２２との間の細い幅の鉄心部分である複数のトップブリッジ部Ｄ、回転子鉄心２１の回転中心Ｃの周りに設けられた複数たとえば４つの磁石収容領域２４、これら磁石収容領域２４に収容（埋設）された複数たとえば４つの永久磁石２５を含む。これら永久磁石２５により、回転子鉄心１１の円周方向に４つの磁極（第１～第４磁極）Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４が形成される。
モータ１として４極モータを採用した例を第９実施形態として図２１に示す。
回転子２０は、固定子鉄心２１と同軸の回転中心Ｃを中心にして回転する円筒状の回転子鉄心２１、この回転子鉄心２１の外周面２１ａのすぐ内側領域にその外周面２１ａに沿って所定間隔（例えば一定間隔や不等間隔）で形成された複数のスロット２２、これらスロット２２に収容（嵌合）された複数の導電体２３、回転子鉄心２１の外周面２１ａと各スロット２２との間の細い幅の鉄心部分である複数のトップブリッジ部Ｄ、回転子鉄心２１の回転中心Ｃの周りに設けられた複数たとえば４つの磁石収容領域２４、これら磁石収容領域２４に収容（埋設）された複数たとえば４つの永久磁石２５を含む。これら永久磁石２５により、回転子鉄心１１の円周方向に４つの磁極（第１～第４磁極）Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４が形成される。
【0137】
各スロット２２の全てに導電体２３を収容する必要はなく、いくつかのスロット２２に導電体２３を収容し、残りのスロット２２には空気や樹脂などの非磁性体を含める構成としてもよい。要は、全てのスロット２２が非磁性体を含む構成であればよい。各トップブリッジ部Ｄは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されている。
【0138】
回転中心Ｃから磁極Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４のそれぞれ円周方向における中心を通って径方向に延びる磁極中心軸がｄ軸、これらｄ軸に対し電気的に90°離れた位置で回転中心Ｃから径方向に延びる軸がそれぞれｑ軸となる。固定子１０の電機子巻線１２に流れる電流によって固定子１０側に磁極が形成されたとき、その磁極がｑ軸に対向した際に、固定子１０側から回転子２０側に最も多くの磁束が流れる。ｄ軸およびｑ軸は、回転子鉄心２１の円周方向において交互に存する。ｑ軸とｑ軸との相互間の領域（1/4周の周角度領域）が１つの磁極に相当する。１つの磁極は、機械角で90°、電気角で180°である。
【0139】
磁極Ｊ１，Ｊ２，Ｊ３，Ｊ４は、それぞれ７個のスロット２２を含む。１つの磁極において、７個のスロット２２のうち、ｄ軸と対応する中央位置のスロット２２の長手方向の長さ（外周側端部２２ａと内周側端部２２ｂとの間の長さ）および横断面が最も大きく、このスロット２２の両側に位置する２つのスロット２２の長手方向の長さおよび横断面が２番目に大きく、この２つのスロット２２の外側に位置する２つのスロット２２の長手方向の長さおよび横断面が最も小さい。この最も小さい２つのスロット２２のさらに外側に位置する２つのスロット２２の長手方向の長さおよび横断面が３番目に大きく、この３番目に大きい２つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびその各スロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に、磁石収容領域２４の両端部が対向している。
【0140】
これらスロット２２の個数・形状・大きさ・順序などについて限定はなく、例えばｄ軸と対応する中央位置のスロット２２の長手方向の長さおよび横断面が最も小さい構成としてもよい。
【0141】
磁極Ｊ１の磁石収容領域２４は、回転中心Ｃから所定距離離れた位置でｄ軸と直交する状態に設けられ、ｄ軸を境とする一方の側に位置する一端部２４ａおよびｄ軸を境とする他方の側に位置する他端部２４ｂ、その一端部２４ａおよび他端部２４ｂの相互間に位置して相対向する外周側長辺部２４ｃおよび内周側長辺部２４ｄを含む。磁石収容領域２４の一端部２４ａは一方の側においてｑ軸に最も近い１つのスロット（所定のスロット）２２の内周側端部２２ｂに対向し、磁石収容領域２４の他端部２４ｂは他方の側においてｑ軸に最も近い１つのスロット（所定のスロット）２２の内周側端部２２ｂに対向している。磁石収容領域２４の長手方向中途部は、回転中心Ｃを挟んで向かい側の磁極Ｊ３の磁極収容領域２４の長手方向中途部と対向している。
【0142】
磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の一端部２４ａと、その一端部２４ａに隣接する上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接している。また、磁気空隙３１は、上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂまでｑ軸に沿って延びる外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄを含み、かつその外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄの終端の相互間に位置する外周側端部３１ａを含む。この外周側端部３１ａが上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0143】
磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂと、その他端部２４ｂに隣接する上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接している。また、磁気空隙３１は、上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂまでｑ軸に沿って延びる外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄを含み、かつその外周側長辺部３１ｃおよび内周側長辺部３１ｄの終端の相互間に位置する外周側端部３１ａを含む。この外周側端部３１ａが上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂおよびそのスロット２２内の非磁性体（導電体２３・空気・樹脂等）に当接している。
【0144】
そして、磁極Ｊ１において、磁石収容領域２４および磁気空隙３１，３１は、磁気空隙３１，３１が当接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、上記各トップブリッジ部Ｄのうち上記２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ，Ｄ、および磁石収容領域２４，２４にそれぞれ収まる２つの永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って屈曲状に延びるフラックスバリアバンドＦ１を形成している。このフラックスバリアバンドＦ１は、隣接する磁極Ｊ４，Ｊ２との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを当該フラックスバリアバンドＦ１とｑ軸との間の磁極Ｊ１側の鉄心部分に規定する。
【0145】
この磁極Ｊ１と同じく、磁極Ｊ２には、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って屈曲状に延びるフラックスバリアバンドＦ２が存する。フラックスバリアバンドＦ２は、隣接する磁極Ｊ１，Ｊ３との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを当該フラックスバリアバンドＦ２とｑ軸との間の磁極Ｊ２側の鉄心部分に規定する。
【0146】
磁極Ｊ３には、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って屈曲状に延びるフラックスバリアバンドＦ３が存する。フラックスバリアバンドＦ３は、隣接する磁極Ｊ２との境界および隣接する磁極Ｊ２，Ｊ４との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを当該フラックスバリアバンドＦ３とｑ軸との間の磁極Ｊ３側の鉄心部分に規定する。
【0147】
磁極Ｊ４には、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って屈曲状に延びるフラックスバリアバンドＦ４が存する。フラックスバリアバンドＦ４は、隣接する磁極Ｊ３との境界および隣接する磁極Ｊ３，Ｊ１との境界となるｑ軸に沿う磁路Ｈを当該フラックスバリアバンドＦ４とｑ軸との間の磁極Ｊ４側の鉄心部分に規定する。
【0148】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のそれぞれ形成要素となるトップブリッジＤ，Ｄは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の一部として機能する。
【0149】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の相互間の各磁路Ｈには非磁性体である導電体２３や空隙がないので、各磁路Ｈの磁気抵抗は非常に小さい。
ｑ軸には、固定子１０によって形成される回転磁界の磁束が最も多く流れる。この最も多く流れる磁束いわゆるｑ軸磁束は、リラクタンストルクに最も寄与するもので、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の相互間の磁気抵抗が非常に小さい各磁路Ｈを効率よく流れる。
ｑ軸には、固定子１０によって形成される回転磁界の磁束が最も多く流れる。この最も多く流れる磁束いわゆるｑ軸磁束は、リラクタンストルクに最も寄与するもので、フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の相互間の磁気抵抗が非常に小さい各磁路Ｈを効率よく流れる。
【0150】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のそれぞれの開き角αは、回転中心Ｃから各磁石収容領域２４の一端部２４ａが当接しているスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ１と、回転中心Ｃから各磁石収容領域２４の他端部２４ｂが当接しているスロット２２を通って径方向に延びる径方向線Ｘ１´と、で規定される。径方向線Ｘ１，Ｘ１´の定め方は、図７～図１０で説明した定め方と同じである。開き角αは、第１実施形態と同じ120°～146.5°の範囲たとえば142°に設定される。この設定により、各永久磁石２５の量は変えないまま、磁石トルクに比例する磁石磁束を最大にすることができる。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
他の構成および効果は第１実施形態と同じである。
【0151】
なお、本実施形態において、第４実施形態（図１６）と同様に、磁極ごとに、２つの磁石収容領域２４，２４および３つの磁気空隙３１，３１，３２を設ける構成としてもよい。また、本実施形態において、第５実施形態（図１７）と同様に、磁極ごとに、２つの磁石収容領域２４，２４、４つの磁気空隙３１，３１，３２，３２、２つのサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、および１つのセンタブリッジ部Ｍｂを設ける構成としてもよい。
【0152】
［１０］第１０実施形態
図２１の第９実施形態において、回転中心Ｃに回転軸５０を設けるとともに、磁気空隙３１，３１と所定のスロット２２，２２との間にサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａを設ける構成を、第１０実施形態として図２２に示す。図２２において、図２１と同一部分には同一符号を付している。
図２１の第９実施形態において、回転中心Ｃに回転軸５０を設けるとともに、磁気空隙３１，３１と所定のスロット２２，２２との間にサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａを設ける構成を、第１０実施形態として図２２に示す。図２２において、図２１と同一部分には同一符号を付している。
【0153】
回転子鉄心２１の回転中心Ｃの部分に内孔２１ｂが形成され、その内孔２１ｂに所定の太さの回転軸（シャフトともいう）５０が挿通される。回転軸５０は、回転子鉄心２１を固定子１０内で回転自在に支持する。回転軸５０は、磁性体たとえば鉄などの強磁性体を棒状に成形したもので、内孔２１ｂに圧入または焼き嵌めされる。
【0154】
磁極Ｊ１～Ｊ４において、回転軸５０が圧入または焼き嵌めされる内孔２１ｂと磁石収容領域２４の長手方向中途部との間には、圧入や焼き嵌めにかかわらず回転子鉄心２１の形を維持するための所定の大きさの間隙Ｐが確保される。
【0155】
磁極Ｊ１～Ｊ４において、磁石収容領域２４の一端部２４ａは、ｄ軸を境とする一方の側においてｑ軸に最も近い位置の１つのスロット（所定のスロット）２２の内周側端部２２ｂに隣接している。磁極Ｊ１～Ｊ４において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂは、ｄ軸を境とする他方の側においてｑ軸に最も近い位置の１つのスロット（所定のスロット）２２の内周側端部２２ｂに隣接している。
【0156】
磁極Ｊ１～Ｊ４において、磁石収容領域２４の一端部２４ａとその一端部２４ａが隣接する上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第１磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の一端部２４ａに連通状態で接している。また、この磁気空隙３１は、外周側端部３１ａが上記１つのスロット２２に近接し、そのスロット２２との間の鉄心部分にサイドブリッジ部Ｍａを規定している。
磁極Ｊ１～Ｊ４において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂとその他端部２４ｂに隣接する上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第２磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接している。また、この磁気空隙３１は、外周側端部３１ａが上記１つのスロット２２に近接し、そのスロット２２との間の鉄心部分にサイドブリッジ部Ｍａを規定している。
磁極Ｊ１～Ｊ４において、磁石収容領域２４の他端部２４ｂとその他端部２４ｂに隣接する上記１つのスロット２２の内周側端部２２ｂとの間に、磁気空隙（第２磁気空隙）３１が設けられている。この磁気空隙３１は、磁石収容領域２４の他端部２４ｂに連通状態で接している。また、この磁気空隙３１は、外周側端部３１ａが上記１つのスロット２２に近接し、そのスロット２２との間の鉄心部分にサイドブリッジ部Ｍａを規定している。
【0157】
そして、磁極Ｊ１～Ｊ４において、磁石収容領域２４および磁気空隙３１，３１は、磁気空隙３１，３１が近接する２つのスロット２２，２２、このスロット２２，２２内の非磁性体、上記各トップブリッジ部Ｄのうち上記２つのスロット２２，２２と外周面２１ａとの間に存する２つのトップブリッジ部Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、および磁石収容領域２４，２４に収まる２つの永久磁石２５と共に、ｄ軸と直交しつつｑ軸に沿って屈曲状に延びるフラックスバリアバンドＦ１～Ｆ４を形成している。
【0158】
フラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４のそれぞれ形成要素となるトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つためのもので、磁束を通すためのものではない。これらトップブリッジＤ，Ｄ、サイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、およびセンタブリッジ部Ｍｂは、回転子鉄心２１の機械的強度を保つ範囲で、幅が限りなく細く（つまり磁束が通り難く）なるように設定されており、あくまでもフラックスバリアバンドＦ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４の一部として機能する。
【0159】
ｑ軸磁束が流れる各磁路Ｈに回転軸５０が介在するが、回転軸５０は磁性体（強磁性体）なので、ｑ軸磁束は回転軸５０に妨げられることなくその回転軸５０を横切るように流れる。
【0160】
アルミニウムなどの非磁性体で成形した回転軸５０を採用しなければならない場合には、ｑ軸磁束が回転軸５０を横切らないことに対処し、各磁石収容領域２４の長手方向中途部の位置を外周面２１ａ側に移して間隙Ｐを拡げ、これにより磁路Ｈの幅を拡げればよい。
【0161】
他の構成および効果は第９実施形態と同じである。
【0162】
なお、本実施形態において、第４実施形態（図１６）と同様に、磁極ごとに、２つの磁石収容領域２４，２４および３つの磁気空隙３１，３１，３２を設ける構成としてもよい。また、本実施形態において、第５実施形態（図１７）と同様に、磁極ごとに、２つの磁石収容領域２４，２４、４つの磁気空隙３１，３１，３２，３２、２つのサイドブリッジ部Ｍａ，Ｍａ、および１つのセンタブリッジ部Ｍｂを設ける構成としてもよい。
【0163】
［１１］変形例
本発明は上述した各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、回転子の磁極数、寸法、形状等は、前述した各実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。スロット、磁石収容領域、永久磁石などの断面形状は、実施形態の形状に限定されることなく、種々の形状を選択可能である。
本発明は上述した各実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化可能である。また、上記各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、各実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
例えば、回転子の磁極数、寸法、形状等は、前述した各実施形態に限定されることなく、設計に応じて種々変更可能である。スロット、磁石収容領域、永久磁石などの断面形状は、実施形態の形状に限定されることなく、種々の形状を選択可能である。
【符号の説明】
【0164】
１…モータ、１０…固定子、２０…回転子、２１…回転子鉄心、Ｃ…軸芯、２１ａ…外周面、２１ｂ…内孔、２２…スロット、２３…導電体、２４…磁石収容領域、２５…永久磁石、Ｆ１，Ｆ２，Ｆ３，Ｆ４…フラックスバリアバンド、Ｈ…磁路
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】