特許 7314789 埋込磁石形回転子および回転電機

(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】

(24)【登録日】2023-07-18

(45)【発行日】2023-07-26

(54)【発明の名称】埋込磁石形回転子および回転電機

(51)【国際特許分類】

   H02K 1/276 20220101AFI20230719BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20230719BHJP

【ＦＩ】

H02K1/276

H02K1/22 A

【請求項の数】 2

(21)【出願番号】P 2019228989

(22)【出願日】2019-12-19

(65)【公開番号】P2021097550

(43)【公開日】2021-06-24

【審査請求日】2022-02-25

(73)【特許権者】

【識別番号】000006105

【氏名又は名称】株式会社明電舎

(74)【代理人】

【識別番号】100114775

【弁理士】

【氏名又は名称】高岡 亮一

(74)【代理人】

【識別番号】100121511

【弁理士】

【氏名又は名称】小田 直

(74)【代理人】

【識別番号】100116001

【弁理士】

【氏名又は名称】森 俊秀

(72)【発明者】

【氏名】上野 駿

【審査官】安池 一貴

(56)【参考文献】

【文献】中国特許出願公開第１０９０６７０３９（ＣＮ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０１７５６８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０２０／０９５８２３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２００１－２３１１９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２５４６２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２００１５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ １／２７６

Ｈ０２Ｋ １／２２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

鉄心の周方向に磁極を複数形成した埋込磁石形回転子であって、
各々の前記磁極は、前記鉄心の外周側から軸心にかけて永久磁石が複数層配置されるとともにフラックスバリアを有し、
第１パターンの前記フラックスバリアと、前記第１パターンとは形状の異なる第２パターンの前記フラックスバリアが、前記鉄心の周方向または軸方向に周期的に配置され、
前記第１パターンの前記フラックスバリアを有する領域と、前記第２パターンの前記フラックスバリアを有する領域の間で、前記永久磁石の形状および配置が共通であり、
前記磁極には、前記鉄心の周方向に間隔をおいて一対の前記フラックスバリアが配置され、
各々の前記磁極は、前記鉄心の外周側に配置された前記永久磁石に対応する一対の第１のフラックスバリアと、前記鉄心の軸心側に配置された前記永久磁石に対応する一対の第２のフラックスバリアとを有し、
前記第１パターンにおける前記第１のフラックスバリアの周方向間隔は、前記第２パターンにおける前記第１のフラックスバリアの周方向間隔よりも大きく設定され、
前記第２パターンにおける前記第２のフラックスバリアの周方向間隔は、前記第１パターンにおける前記第２のフラックスバリアの周方向間隔よりも大きく設定される
埋込磁石形回転子。

【請求項2】

固定子と、
請求項１に記載の埋込磁石形回転子と
を備える回転電機。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、埋込磁石形回転子および回転電機に関する。

【背景技術】

【0002】

ＥＶ，ＨＥＶ，ＰＨＥＶ等の電動車両においては、さらなる低振動化、低騒音化が要望されている。かかる低振動化や低騒音化のためには、モータにおけるコギングトルクやトルクリプル等の電磁加振力の低減が重要になる。

【0003】

例えば、永久磁石が多層で埋め込まれた埋込磁石形回転子を採用したモータの電磁加振力を低減させる手法として、例えば、非特許文献１には、回転子の磁極間で、Ｖ字に配置された永久磁石の配置を変化させる構成が開示されている。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0004】

【文献】“Retrospective of Electric Machines for EV and HEV Traction Applications at General Motors” IEEE 2016, Khwaja Rahman et al.

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、回転子の磁極間で永久磁石の寸法や配置角度などを変更すると、磁極間で異なる治具を用いて永久磁石を回転子に挿入する必要が生じて回転子の組立作業がその分煩雑となってしまう。

【0006】

本発明は、上記の状況に鑑みてなされたものであって、組立作業の煩雑さを抑制しつつ、電磁加振力を低減できる埋込磁石形回転子を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明の一態様は、鉄心の周方向に磁極を複数形成した埋込磁石形回転子である。各々の磁極は、鉄心の外周側から軸心にかけて永久磁石が複数層配置されるとともにフラックスバリアを有する。埋込磁石形回転子において、第１パターンのフラックスバリアと、第１パターンとは形状の異なる第２パターンのフラックスバリアが、鉄心の周方向または軸方向に周期的に配置され、第１パターンのフラックスバリアを有する領域と、第２パターンのフラックスバリアを有する領域の間で、永久磁石の形状および配置が共通である。

【0008】

上記の埋込磁石形回転子において、前記磁極には、鉄心の周方向に間隔をおいて一対のフラックスバリアが配置されてもよく、第１パターンおよび第２パターンの間で、一対のフラックスバリアの周方向間隔が異なっていてもよい。

【0009】

上記の埋込磁石形回転子において、各々の磁極は、鉄心の外周側に配置された永久磁石に対応する一対の第１のフラックスバリアと、鉄心の軸心側に配置された永久磁石に対応する一対の第２のフラックスバリアとを有していてもよい。また、第１パターンおよび第２パターンの間で、一対の第１のフラックスバリアおよび一対の第２のフラックスバリアの少なくともいずれかの周方向間隔が異なっていてもよい。

【0010】

また、第１パターンにおける第１のフラックスバリアの周方向間隔は、第２パターンにおける第１のフラックスバリアの周方向間隔よりも大きく設定されてもよく、第２パターンにおける第２のフラックスバリアの周方向間隔は、第１パターンにおける第２のフラックスバリアの周方向間隔よりも大きく設定されてもよい。
また、本発明の他の態様に係る回転電機は、固定子と、上記の埋込磁石形回転子とを備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明の一態様の埋込磁石形回転子によれば、組立作業の煩雑さを抑制しつつ、電磁加振力を低減できる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態の回転電機の横断面図である。

【図2】第１実施形態のロータの横断面を示す部分断面図である。

【図3】第２実施形態のロータの構成例を示す図である。

【図4】ロータにおける主磁極のパターンの変形例を示す図である。

【図5】ロータにおける主磁極のパターンの変形例を示す図である。

【図6】ロータにおける主磁極のパターンの変形例を示す図である。

【図7】実施例におけるロータのトルク波形を示す図である。

【図8】実施例におけるロータの誘起電圧波形を示す図である

【図9】比較例におけるロータの誘起電圧波形を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
実施形態では説明を分かり易くするため、本発明の主要部以外の構造や要素については、簡略化または省略して説明する。また、図面において、同じ要素には同じ符号を付す。なお、図面に示す各要素の形状、寸法などは模式的に示したもので、実際の形状、寸法などを示すものではない。

【0014】

＜第１実施形態＞
図１は、第１実施形態の回転電機における回転軸Ａｘに直交する方向の横断面を示す断面図である。
図１に示す回転電機１は、インナーロータ型モータであり、埋込磁石形回転子の一例であるロータ２と、ロータ２の外周に配置される円筒形状のステータ３とを有する。図１において、回転電機１の回転軸Ａｘの延長方向（軸方向）は紙面垂直方向である。

【0015】

ロータ２の外周には、エアギャップを隔ててステータ３が配置される。回転電機１においては、コイルの電流制御によりステータ３の磁界を順番に切り替えることで、ロータ２の磁界との吸引力または反発力により、回転軸Ａｘを中心としてロータ２が回転する。

【0016】

ステータ３は、回転軸Ａｘを中心とする中央の空間部分にロータ２を収容する。ステータ３の内周側には、それぞれ回転軸Ａｘに向けて径方向内側に突出するティース３ａが周方向に等間隔をおいて複数並んで設けられている。隣り合うティース３ａの間の空間は、それぞれスロット３ｂを形成する。スロット３ｂには、ロータ２の外周に沿って図示しないステータコイルが装着される。

【0017】

ロータ２は、鉄心４と、シャフト５と、永久磁石６を有する。
ロータ２の鉄心４は、例えば、打ち抜き加工された珪素鋼板を軸方向に積層して形成される円筒状の部材である。鉄心４を構成する個々の珪素鋼板の間には絶縁性接着剤が介在しており、個々の珪素鋼板は互いに絶縁状態にある。そして、鉄心４の軸心部には、回転軸Ａｘに沿ってシャフト５が嵌入されている。回転電機１において、シャフト５は軸受（図示省略）により回転自在に支持されている。

【0018】

第１実施形態のロータ２は８極ロータであり、ロータ２の鉄心４には、周方向に沿って等間隔に８つの主磁極が構成されるように所定の配列で複数の永久磁石６が配置される。なお、ロータ２において周方向に隣り合う主磁極は、それぞれ逆の極性となるように永久磁石６が配置される。

【0019】

第１実施形態の鉄心４は、後述するように、それぞれフラックスバリアの形状が相違する２つの主磁極のパターン（第１パターン、第２パターン）を有している。図１に示すように、第１パターンの主磁極と第２パターンの主磁極は鉄心４の周方向に交互に配置されており、周方向に隣接する主磁極の間ではフラックスバリアの形状が相違している。

【0020】

ここで、図２を参照して、ｄ軸、ｑ軸について説明する。図２は、ロータ２の回転軸Ａｘに直交する方向の横断面を示す部分断面図である。図２では、ロータ２の周方向に隣接する２つの主磁極を示している。その他の磁極は、図２と同様であるので図示および重複説明はいずれも省略する。

【0021】

鉄心４において、図１のロータ２の軸心（回転軸Ａｘ）と、マグネットトルクを生成する任意の主磁極の中心（例えば、一対の永久磁石１３ａ，１３ｂ（１５ａ，１５ｂ）間の中央位置）とを結ぶ軸が、ｄ－ｑ軸座標のｄ軸となる。また、鉄心４のうち、一磁極分の主磁極の永久磁石１３ａ，１３ｂ（１５ａ，１５ｂ）と、この主磁極に周方向に隣接する主磁極の永久磁石１３ａ，１３ｂ（１５ａ，１５ｂ）との間の鉄心４は、リアクタンストルクを生成する補助磁極部１６となる。さらに、ロータ２の軸心と補助磁極部１６の中心とを結ぶ軸、即ち、上記のｄ軸と電気角で直交する軸が、ｄ－ｑ軸座標のｑ軸となる。

【0022】

また、図２に示すように、各々の主磁極には、鉄心４の外周側と軸心側にそれぞれ一対ずつ磁石挿入孔がＶ字状に形成されている。
まず、鉄心４の外周側には、一対の磁石挿入孔１２ａ，１２ｂが形成されている。図１に示すように、磁石挿入孔１２ａ，１２ｂは、鉄心４の周方向に沿って等間隔に形成されている。そして、各々の磁石挿入孔１２ａ，１２ｂは、鉄心４の一方の端面から他方の端面に亘って軸方向に沿って鉄心を貫通するように形成されている。

【0023】

また、磁石挿入孔１２ａ，１２ｂよりもさらに鉄心４の軸心側においては、一対の磁石挿入孔１４ａ，１４ｂが、磁石挿入孔１２ａ，１２ｂと同様に、軸方向に沿って鉄心４を貫通するように形成されている。特に、磁石挿入孔１４ａ，１４ｂは、外周側の磁石挿入孔１２ａ，１２ｂよりも長径に形成されている。そして、この磁石挿入孔１４ａ，１４ｂも、図１に示すように、鉄心４の周方向に沿って等間隔に形成されている。

【0024】

磁石挿入孔１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂは、主磁極のｄ軸に対して線対称の配置であり、且つ、鉄心４の外周に近づくにつれて配置角度が広くなるＶ字状に配置されている。特に、軸心側の磁石挿入孔１４ａ，１４ｂのＶ字の配置角度は、外周側の磁石挿入孔１２ａ，１２ｂの当該配置角度よりも小さく設定されている。

【0025】

また、磁石挿入孔１２ａ，１２ｂには、鉄心４の軸方向に沿う長板状の永久磁石１３ａ，１３ｂがそれぞれ挿入される。これにより、１つの主磁極において、鉄心４の外周側には鉄心４の周方向に一対の永久磁石１３ａ，１３ｂがＶ字状に配置される。

【0026】

同様に、磁石挿入孔１４ａ，１４ｂには、鉄心４の軸方向に沿う長板状の永久磁石１５ａ，１５ｂがそれぞれ挿入される。これにより、１つの主磁極において、鉄心４の軸心側には鉄心の周方向に一対の永久磁石１５ａ，１５ｂがＶ字状に配置される。なお、図２に示すように、永久磁石１５ａ，１５ｂの横断面の長手方向の寸法Ｌ２は、永久磁石１３ａ，１３ｂの横断面の長手方向の寸法Ｌ１よりも長く設定されている。

【0027】

磁石挿入孔１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂに永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂが挿入されることで、鉄心４の各磁極は、外周側と軸心側とで永久磁石が二層に配置された構造となる。また、永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂのそれぞれにおいて外周側に臨む磁極面はいずれも同一の磁気極性（Ｓ極またはＮ極）になっている。以上のようにして、永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂにより１つの主磁極が形成される。

【0028】

また、磁石挿入孔１２ａの外周側に臨む端部には、鉄心４の外周に沿ってｄ軸側へ内向きに延びる形状の第１のフラックスバリア１７ａが形成されている。同様に、磁石挿入孔１２ｂの外周側に臨む端部にも、鉄心４の外周に沿ってｄ軸側へ内向きに延びる形状の第１のフラックスバリア１７ｂが形成されている。第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂは、主磁極のｄ軸に対して線対称の配置であり、いずれも鉄心４の一方の端面から他方の端面に亘って軸方向に沿って鉄心４を貫通するように形成されている。

【0029】

また、磁石挿入孔１４ａ，１４ｂのそれぞれ外周側に臨む端部の近傍には、第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂが形成されている。例えば、第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂは、永久磁石１５ａ，１５ｂから鉄心４の外周側に延びるように配置されている。第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂは、主磁極のｄ軸に対して線対称の配置であり、いずれも鉄心４の一方の端面から他方の端面に亘って軸方向に沿って鉄心４を貫通するように形成されている。

【0030】

第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂおよび第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂはいずれも孔（空間）であり、鉄心４に比べて透磁率が極めて小さく磁束が通り難くなるので、磁気的な遮断部として機能する。なお、これらのフラックスバリア１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂを形成する孔（空間）内に、非磁性で透磁率の低い金属（例えば、アルミニウムや真鍮など）や、接着剤、ワニス、樹脂等を充填した場合も、それぞれ磁気的な遮断部として機能する。

【0031】

ここで、第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂがロータ２のｄ軸とｑ軸の間に形成されることで磁束密度の波形に含まれる高調波成分が抑制される。これにより、永久磁石１３ａ，１３ｂによってロータ２の外周面に発生する磁束密度の分布が変化し、特に主磁極の周方向の両端部分での磁束密度分布が正弦波に近づく。その結果として、ロータ２のトルクリプル及び電磁加振力が効果的に低減され、回転電機１の騒音及び振動の低減化が図られる。
また、第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂは、磁束の流れを円滑化してトルクの向上や磁石の損失を低減する機能を担う。

【0032】

さらに、第１実施形態では、第１パターンの主磁極と第２パターンの主磁極の間でフラックスバリア１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１８ｂの各形状が相違する。なお、第１パターンと第２パターンのいずれでも、永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂの寸法および配置される位置は共通である。

【0033】

図２に示すように、第１パターンの第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂは、第２パターンの第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂと比べて、鉄心４の外周に沿って延びる円弧部分が短く設定されている。そのため、第１パターンにおける第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの周方向間隔（第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの対向する端部同士の周方向間隔）を示す開き角θａは、第２パターンにおける第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの周方向間隔を示す開き角θｃよりも大きく設定されている（θａ＞θｃ）。

【0034】

また、図２に示すように、第２パターンの第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂは、第１パターンの第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂと比べて、ｄ軸側の角部が周方向に離間するように配置されている。そのため、第２パターンにおける第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの周方向間隔（第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂのｄ軸側角部同士の周方向間隔）を示す開き角θｄは、第１パターンにおける第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの周方向間隔を示す開き角θｂよりも大きく設定されている（θｄ＞θｂ）。

【0035】

以下、第１実施形態の構成における効果を述べる。
第１実施形態では、ロータ２の周方向において、フラックスバリアの形状の異なる第１パターンの主磁極と第２パターンの主磁極とが交互に周期的に配置されている。これにより、第１パターンの主磁極と第２パターンの主磁極の間ではトルク波形の位相にずれが生じる。ロータ２の回転時には、第１パターンのトルク波形と第２パターンのトルク波形が合成されることで、合成後のトルク波形の振幅が抑制される。これにより、ロータ２の負荷時のトルクリプルと、ロータ２の無負荷時のコギングトルクがそれぞれ抑制される。特に、コギングトルクは負荷時のロータ２のトルク波形にも重畳されるため、コギングトルクが抑制されることでロータ２の低負荷時のトルクリプルが効果的に低減される。

【0036】

ここで、第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの開き角を小さくするとその主磁極での磁束が抑制されるので、ロータ２のトルクは低下する傾向を示す。しかし、第１実施形態では、第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの開き角（θａ）が大きい第１パターンと、第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの開き角（θｃ）が小さい第２パターンとを交互に配置することで、第２パターンでのトルクの低下の影響が抑制され、ロータ２全体としてトルクの大きさを維持することができる。

【0037】

また、第１実施形態の第１パターンと第２パターンの間で永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂの寸法および配置される位置はいずれも共通である。したがって、第１パターンの主磁極と第２パターンの主磁極に永久磁石を組み付けるときに共通の治具を使用できる。そのため、ロータ２の組立時に第１パターンと第２パターンで治具を使い分けずに済み、ロータ２の電磁加振力を低減しつつもロータ２の組立作業を容易にできる。しかも、磁石挿入孔１２ａ，１２ｂ，１４ａ，１４ｂはいずれも軸方向に沿って形成されており、すべての磁石を鉄心４の同じ面から挿入できるので作業性が向上する。

【0038】

＜第２実施形態＞
図３は、第２実施形態のロータの構成例を示す図である。以下の説明において、第１実施形態と同様の構成には同じ符号を付して重複説明を省略する。

【0039】

第２実施形態は、第１パターンと第２パターンをロータ２の軸方向に周期的に配置した構成である。図３（ａ）は、ロータ２の軸方向において第１パターンのブロックと第２パターンのブロックを交互に配置した構成例を示している。図３（ｂ）は、ロータ２の軸方向において鉄心４を４分割し、軸方向に沿って第１パターンのブロックと第２パターンのブロックを順に配置し、さらに隣接する領域では逆に第２パターンのブロックと第１パターンのブロックを順に配置する構成例を示している。
なお、図３（ａ）や図３（ｂ）の構成は、鉄心４を形成するときにフラックスバリアのパターンの異なる珪素鋼板を軸方向に積層することで容易に得ることができる。

【0040】

第２実施形態のように、フラックスバリアの形状の異なる第１パターンのブロックと第２パターンのブロックを軸方向に周期的に配置した場合においても、第１パターンのトルク波形と第２パターンのトルク波形が合成されてトルク波形の振幅が抑制される。そのため、第２実施形態の構成においても、第１実施形態と同様の効果を生じさせることができる。

【0041】

また、第１パターンのブロックと第２パターンのブロックにおいて、永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂの寸法および配置される位置はいずれも共通であり、ロータ２の組み立てに際してはすべての磁石を鉄心４の同じ面から軸方向に沿って挿入可能である。そのため、第２実施形態においても、ロータ２の電磁加振力を低減しつつもロータ２の組立作業を容易にできる。

【0042】

＜実施形態の変形例＞
上記の実施形態における主磁極の永久磁石やフラックスバリアは、配置および形状を種々変更することができる。例えば、ロータ２における主磁極のパターンを、以下の図４から図６のように変更してもよい。

【0043】

図４（ａ）は、軸心側の磁石挿入孔１４ａ，１４ｂと、軸心側の永久磁石に対応するフラックスバリア１８ａ，１８ｂを分割した例を示している。また、図４（ｂ）は、軸心側の永久磁石についてｄ軸と交差する配置で永久磁石１５を中央に１つ追加し、３つの永久磁石１５を軸心側にＵ字状に配置した例を示している。

【0044】

図５（ａ）は、軸心側に永久磁石１５を２つ追加し、軸心側に４つの永久磁石１５を半円状に配置した例を示している。なお、図４（ａ）、（ｂ）および図５（ａ）において、外周側の永久磁石１３ａ，１３ｂおよびフラックスバリア１７ａ，１７ｂは第１実施形態と同様である。

【0045】

図５（ｂ）は、３つの永久磁石を三角形状に配置した例を示している。図５（ｂ）では、軸心側に長尺の２つの永久磁石１５ａ，１５ｂがＶ字状に配置されるとともに、外周側にｄ軸と交差するように１つの永久磁石１３が配置される。なお、この場合の第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂは、外周側の永久磁石１３の両端部から互いにｄ軸側へ内向きに延びるように形成される。

【0046】

図６（ａ）は、永久磁石を台形状に配置した例を示している。図６（ａ）では、軸心側の３つの永久磁石１５の配置は図４（ｂ）と同様であり、外周側の１つの永久磁石１３の配置と第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの形状は、図５（ｂ）と同様である。

【0047】

図６（ｂ）は、外周側および軸心側にそれぞれ一対ずつ円弧状の永久磁石１３ａ，１３ｂ，１５ａ，１５ｂを配置し、外周側の永久磁石１３ａ，１３ｂを円弧状に配置するとともに、軸心側の永久磁石１５ａ，１５ｂを半円状に配置した例を示している。

【0048】

なお、図４から図６に示す各変形例においても、上記実施形態と同様に、フラックスバリアの開き角を変更することで第１パターンと第２パターンを設定できる。つまり、これらの変形例においても、第１パターンにおける第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの周方向間隔を示す開き角θａは、第２パターンにおける第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの周方向間隔を示す開き角θｃよりも大きく設定される（θａ＞θｃ）。同様に、これらの変形例においても、第２パターンにおける第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの周方向間隔を示す開き角θｄは、第１パターンにおける第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの周方向間隔を示す開き角θｂよりも大きく設定される（θｄ＞θｂ）。

【0049】

＜実施例＞
以下、本発明の実施例について説明する。
実施例では、第１実施形態のロータと、全ての磁極が第１パターンのロータ（比較例１）と、全ての磁極が第２パターンのロータ（比較例２）とを用いて、これらのロータのトルク波形および誘起電圧波形をそれぞれ求めた。

【0050】

図７は、実施例におけるロータのトルク波形を示す図である。図７の縦軸はトルクであり、図７の横軸は電気角である。比較例１および比較例２のトルク波形に比べると、実施例のトルク波形は、位相の異なる波形の重ね合わせによって振幅が減少していることが分かる。

【0051】

図８は、実施例のロータの誘起電圧波形を示す図である。図９（ａ）は比較例１のロータの誘起電圧波形を示す図であり、図９（ｂ）は比較例２のロータの誘起電圧波形を示す図である。図８、図９の各図の縦軸は誘起電圧であり、図８、図９の各図の横軸は電気角である。図９に示す比較例１、比較例２の誘起電圧波形と比べると、図８に示す実施例の誘起電圧波形は、位相の異なる波形の重ね合わせによって高調波成分が打ち消されてより正弦波に近い波形となっている。このような誘起電圧波形の正弦波化により、実施例においてはモータの制御性や効率の向上も期待できる。

【0052】

本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行ってもよい。

【0053】

例えば、第１パターンおよび第２パターンの間において、フラックスバリアの開き角の関係が上記実施形態と異なっていてもよい。
例えば、第１パターンおよび第２パターンの間において、第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂの開き角または第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの開き角のいずれかのみを変更してもよい。すなわち、第１パターンおよび第２パターンの間において、第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂまたは第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂのいずれかの開き角が同じであってもよい。

【0054】

また、第１のパターンにおける第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂおよび第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの各開き角を、第２のパターンにおける第１のフラックスバリア１７ａ，１７ｂおよび第２のフラックスバリア１８ａ，１８ｂの開き角よりも大きくしてもよい。すなわち、フラックスバリアの開き角の関係を、θａ＞θｃかつθｂ＞θｄに設定してもよい。

【0055】

さらに、上記実施形態では、フラックスバリアの形状が相違する２つの主磁極のパターンをロータ２の周方向または軸方向に周期的に配置する例を説明したが、フラックスバリアの形状が相違する２以上の主磁極のパターンをロータ２の周方向または軸方向に周期的に配置してもよい。

【0056】

また、上記実施形態ではモータの構成例を説明したが、本発明の埋込磁石形回転子は、発電機のロータとして適用することも可能である。

【0057】

加えて、今回開示された実施形態は、全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0058】

１…回転電機、２…ロータ、３…ステータ、４…鉄心、５…シャフト、６，１３，１３ａ，１３ｂ，１５，１５ａ，１５ｂ…永久磁石、１７ａ，１７ｂ…第１のフラックスバリア、１８ａ，１８ｂ…第２のフラックスバリア

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】